《电子与物质》PPT课件.ppt

1、第6章电子与物质的交互作用,6.1、散射,当一束聚焦电子沿一定方向射到固体上时，在固体原子的库仑电场作用下，入射电子方向将发生改变，这种现象称为（电子）散射。 有散射弹性和非弹性散射之分。 原子中的原子核和核外电子对入射电子均有散射作用。,图3-1 电子散射示意图 （a）与原子核作用；（b）与核外电子作用,1、弹性散射 （El=0）： 入射电子在原子的库仑场作用下改变方向而无能量变化，产生衍射和成像。 与核外电子云作用的散射角0.2，可形成BRAGG衍射。 TEM:structure,morphology, composition,Figure 6.1Bright-field image of

2、 the as-cast Al sample. 图6.1原始铸铝材显微结构的明场像。,图4-9原始铸铝材显微结构的明场像,2、非弹散射作用（E0） 入射（primarye）电子不仅改变方向，而且与物质交换能量，产生热、光、X射线及二次电子发射等等，主要用于分析样品的成分及电子结构。,6.2 电子与物质的相互作用产生的电子信息,1：电子的能量范围在几个eV数百eV； 2：可用来成像，甚至可获得原子像； 3：可得到X射线光谱，作元素和结构分析； 4：可产生俄歇电子，作表面分析； 5：发生电子衍射，用于研究样品结构分析； 6：从电子的能量变化可得电子能量损失谱，用于测量原子簇结构。 7：被轰击的分子

3、电离，获得质谱，作分子结构推定。,一、 电子与物质相互作用：,透射电镜,扫描电镜,1.透射电子-TEM 2.二次电子-SEM 3.背散射电子-SEM 4.特征X射线-EDS、WDS 5.俄歇电子-AES,X射线衍射仪 电子探针仪 扫描电镜 X 射 线 二次电子 韧致辐射 入射电子 背散射电子 阴极荧光 吸收电子 俄歇电子 试 样 透射电子 衍射电子 俄歇电镜 透射电子显微镜 电子衍射仪 图13 电子与物质相互作用产生的信息及相应仪器,形成的结构分析仪器：,透射电子显微镜， 扫描电子显微镜， 低能电子衍射仪， 电子探针， 质谱仪等。,1、二次电子：X射线与物质相互作用产生的各种带能粒子在原子中穿

4、行时，与其它电子相碰而激发的电子。 二次电子的特点： 1.对样品表面形貌敏感； 2.空间分辨率高； 3.信号收集效率高； 4.是扫描电镜成像的主要手段。,(a) 加偏压前 (b) 加偏压后 图4.62 加偏压前后的二次电子收集情况,图 入射电子产生的各种信息的深度和广度范围 (a) 电子束散射区域形状(梨形作用体积) (b)重元素样品的电子束散射区域形状(半球形作用体积) 1-入射电子束；2-俄歇电子激发体积；3-样品表面；4-二次电子激发体积；5-背散射电子激发体积；6-初级X射线激发体积,2.背散射电子,1.对样品的原子序数敏感； 2.分辨率及信号收集率低； 3.对原子序数差异较大的材料的相分析。,3.俄歇电子,1.轻元素及超轻元素的分析； 2.适于材料表面或薄膜分析；,K激发态,发射K光子 （重元素） 平均自由程mm,发射俄歇电子（轻元素） 平均自由程,表面几层原子,图3-5 电子与固体作用产生的发射电子谱（示意图）,4.电子激发产生的其