《電子與物質(zhì)》PPT課件.ppt

1、第6章電子與物質(zhì)的交互作用,6.1、散射,當(dāng)一束聚焦電子沿一定方向射到固體上時，在固體原子的庫侖電場作用下，入射電子方向?qū)l(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為（電子）散射。 有散射彈性和非彈性散射之分。 原子中的原子核和核外電子對入射電子均有散射作用。,圖3-1 電子散射示意圖 （a）與原子核作用；（b）與核外電子作用,1、彈性散射 （El=0）： 入射電子在原子的庫侖場作用下改變方向而無能量變化，產(chǎn)生衍射和成像。 與核外電子云作用的散射角0.2，可形成BRAGG衍射。 TEM:structure,morphology, composition,Figure 6.1Bright-field image of

2、 the as-cast Al sample. 圖6.1原始鑄鋁材顯微結(jié)構(gòu)的明場像。,圖4-9原始鑄鋁材顯微結(jié)構(gòu)的明場像,2、非彈散射作用（E0） 入射（primarye）電子不僅改變方向，而且與物質(zhì)交換能量，產(chǎn)生熱、光、X射線及二次電子發(fā)射等等，主要用于分析樣品的成分及電子結(jié)構(gòu)。,6.2 電子與物質(zhì)的相互作用產(chǎn)生的電子信息,1：電子的能量范圍在幾個eV數(shù)百eV； 2：可用來成像，甚至可獲得原子像； 3：可得到X射線光譜，作元素和結(jié)構(gòu)分析； 4：可產(chǎn)生俄歇電子，作表面分析； 5：發(fā)生電子衍射，用于研究樣品結(jié)構(gòu)分析； 6：從電子的能量變化可得電子能量損失譜，用于測量原子簇結(jié)構(gòu)。 7：被轟擊的分子

3、電離，獲得質(zhì)譜，作分子結(jié)構(gòu)推定。,一、 電子與物質(zhì)相互作用：,透射電鏡,掃描電鏡,1.透射電子-TEM 2.二次電子-SEM 3.背散射電子-SEM 4.特征X射線-EDS、WDS 5.俄歇電子-AES,X射線衍射儀 電子探針儀 掃描電鏡 X 射 線 二次電子 韌致輻射 入射電子 背散射電子 陰極熒光 吸收電子 俄歇電子 試 樣 透射電子 衍射電子 俄歇電鏡 透射電子顯微鏡 電子衍射儀 圖13 電子與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的信息及相應(yīng)儀器,形成的結(jié)構(gòu)分析儀器：,透射電子顯微鏡， 掃描電子顯微鏡， 低能電子衍射儀， 電子探針， 質(zhì)譜儀等。,1、二次電子：X射線與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的各種帶能粒子在原子中穿

4、行時，與其它電子相碰而激發(fā)的電子。 二次電子的特點： 1.對樣品表面形貌敏感； 2.空間分辨率高； 3.信號收集效率高； 4.是掃描電鏡成像的主要手段。,(a) 加偏壓前 (b) 加偏壓后 圖4.62 加偏壓前后的二次電子收集情況,圖 入射電子產(chǎn)生的各種信息的深度和廣度范圍 (a) 電子束散射區(qū)域形狀(梨形作用體積) (b)重元素樣品的電子束散射區(qū)域形狀(半球形作用體積) 1-入射電子束；2-俄歇電子激發(fā)體積；3-樣品表面；4-二次電子激發(fā)體積；5-背散射電子激發(fā)體積；6-初級X射線激發(fā)體積,2.背散射電子,1.對樣品的原子序數(shù)敏感； 2.分辨率及信號收集率低； 3.對原子序數(shù)差異較大的材料的相分析。,3.俄歇電子,1.輕元素及超輕元素的分析； 2.適于材料表面或薄膜分析；,K激發(fā)態(tài),發(fā)射K光子 （重元素） 平均自由程mm,發(fā)射俄歇電子（輕元素） 平均自由程,表面幾層原子,圖3-5 電子與固體作用產(chǎn)生的發(fā)射電子譜（示意圖）,4.電子激發(fā)產(chǎn)生的其