电子显微与扫描探针相关技术2资料备课讲稿.ppt

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1、电子显微与扫描探针相关技术2资料如果激发光源不是高能量电子而是X射线时，也会产生俄歇电子，这一过程也是俄歇跃迁过程。HHe不能产生俄歇电子和特征X射线?KL1L2K层被电离,L1电子填充K层空穴，多余的能量转给L2上的电子，并使其发射出来。俄歇电子谱仪可进行样品表面成分分析，以及进行表面形貌的观察。2.1.4阴极荧光一些不导电的样品在高能电子作用下发射的可见光信号叫做阴极荧光它是由这些物质的价电子在受激态与基态之间进行能级跃迁直接释放波长比较长，能量比较低的波。能量在：几-几十eVλ：在紫外和可见光区（电棒）2.1.5电子束感生电效应一些高能量的电子被固

2、体样品吸收时，将在样品中激发产生许多自由电子和相同数量的正离子，即所谓的电子-空穴对。自由电子:离开样品表面变成二次电子，但绝大部分自由电子将与离子化的原子复合。金属复合时间仅需10-12S半导体复合时间长达几秒种这段时间内，样品中形成多余的电荷载流子（自由电子和空穴）将对半导体有限的导电性产生了很大的影响。如样品两端加上由外接直流电源建立的电位差，这些多余自由电子和空穴将向异性电极运动，在外接的电路中，即可检测到电流信号，电子束感生电导信号。如果电荷载流子遇到某种障碍，例如位错附近杂质原子聚集的区域，将形成不同的电位，在不同部位之间出现的电位差叫电子束

3、感生电压信号。对半导体材料和固体电路的研究，电子束感应电效应是非常有用的物理信号检测固体中的各种缺陷。2.2不同物理信息产生的空间位置在高能量的电子束作用下，固体样品将在一定的空间区域产生各种物理信息。虽然各种物理信息的分布区域没有严格的界限，但大体可看出空间区域的不同。认识了解这些空间分布的特点对利用各种物理信息有着重要的实际意义。在研究样品表面特征，样品形貌特征，样品元素成分特点以及晶体结构特点时，都应充分考虑这种空间位置造成的影响。2.2.1几中物理信息产生的空间位置图19.16表示了各种物理信息空间分布特征，清楚了解不同物理信息产生的不同空间位置

4、，对电子显微分析学习是非常重要的。（1）俄歇电子能量：一般是在50～2000eV，逸出深度：约在0.4～2nm（2～3个原子层）俄歇电子反映出试样表面成份和形貌。表面成份和形貌的分析（2）二次电子的空间位置二次电子能量：一般小于10eV,大部分在2～3ev范围逸出深度：一般约为5～10nm。二次电子产率与形貌有关，分辨率为6nm,主要用于扫描电镜的图像观察分析（3）背散射电子的空间位置背散射电子比二次电子、俄歇电子的能量都大一些，逸出深度也深的多，所以背散时电子图像分辨率较差？。由于背散射电子产额与试样的平均原子序数有着密切关系平均原子序数高，背散射电子

5、产额就高。所以背散射电子像不仅可以表示形貌特点，还是一种成分表征像。（4）特征X射线的空间位置特征X射线的能量比较高，一般在1～15KeV，逸出深度：一般为几个微米。特征X射线从较深处逸出，会在样品中经过一段路程这样就会被吸收一部分，同时还会激发X荧光射线。（5）连续X射线连续X射线能量比较高，是高速电子束轰击样品时,突然改变速率而产生的，是具有一系列连续波长的电磁波总和一般在1～15Kev，逸出深度一般为几个微米。在电子探针定量分析中，连续X射线造成的背景是应该扣除的。（6）X荧光射线高能量的电子束轰击样品时，会产生特征X射线和连续X射线。在特征X射线

6、从样品中发射出来的过程中，有一部分特征X射线会激发另一些元素的内层电子而产生特征X荧光射线。另外从样品中发射出来的连续X射线也会激发一些连续X荧光射线。X荧光射线一般在1～15KeV,逸出深度一般为几个微米。电子探针定量分析过程中，必须进行X荧光校正？。（7）透射电子的穿透电子束带有负电，穿透能力很差，只有当样品很薄时电子才能穿透样品，一般情况下要求样品薄膜厚度小于200nm，有时甚至要求样品在10nm左右。透射电镜就是观察透射电子成像规律的。2.2.2各种物理信息的空间变化（1）与加速电压的关系上述各种物理信息产生的深度与加速电压变化有密切关系。加速电

7、压增大，物理信息逸出的深度也回相应加深，空间也会相应扩大。电子穿透能力也随加速电压而变强。（1）电子束直径的关系物理信息产生的空间变化与电子束直径有密切的关系。当加速电压不变时，电子束直径越大，激发深度会减小，而侧向空间却相应扩大。相反，电子束直径减小，激发深度会增加，而侧向空间会缩小。总之，电子束和物质的相互作用是复杂的，既决定于电子束的作用特点，又决定于物质本身内在特征。实际上电子与物质的作用比上述介绍复杂的多,这里仅作简单介绍.对这些基本作用，以及产生的物理特点，应该清楚理解。第二章透射电子显微分析引言：1933年，德国物理学家卢什卡（Ruska）

8、等研制成第一台透射电子显微镜。1939年，德国西门子公司生产了分辨率优于10nm