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第十四章习题答案final

1、电子束入射固体样品表面会激发哪些信

号？它们有哪些特点和用途？

答：具有高能量的入射电子束与固体样品表面的

原子核以及核外电子发生作用，产生下图所示的

物理信号：

①背散射

电子

背散射电子是指被固体样品中的原子核反弹回

来的一部分入射电子，其中包括弹性背散射电子

和非弹性背散射电子。弹性背散射电子是指被样

品中原子核反弹回来的散射角大于90°的那些入

射电子，其能量基本上没有变化。非弹性背散射

电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹性

射线探测器测到了样品微区中存在某一特征波

长，就可以判定该微区中存在的相应元素。

②俄歇电子

如果原子内层电子能级跃迁过程中释放出来的

能量不以X射线的形式释放，而是用该能量将核

外另一电子打出，脱离原子变为二次电子，这种

二次电子叫做俄歇电子。因为每一种原子都有自

己特定的壳层能量，所以它们的俄歇电子能量也

各有特征值，一般在50-1500eV范围之内。俄

歇电子是由试样表面极有限的几个原子层中发

出的，这说明俄歇电子信号适用于表层化学成分

分析。

2、扫描电镜的分辨率受哪些因素影响，用不同

的信号成像时，其分辨率有何不同？所谓扫描电

镜的分辨率是指用何种信号成像时的分辨率？

答：在其他条件相同的情况下（如信噪比、磁场

条件及机械振动等）电子束束斑大小，检测信号

的类型，检测部位的原子序数是影响扫描电镜分

辨率的三大因素。用不同信号成像，其分辨率相

差较大，列表说明：

信号二次背散射吸收电子特征X射俄歇

电子电子线电子

分辨率5~1050~200100~1000100~10005~10

（nm）

所谓扫描电镜的分辨率是指用二次电子信号成

像时的分辨率。

3、扫描电镜的成像原理与透时电镜有何不同？

答：两者完全不同。透射电镜用电磁透镜放大成

像，而扫描电镜则是以类似电视机摄影显像的方

式，利用细聚焦电子束在样品表面扫描时激发出

的各种物理信号来调制而成。

4、二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌

衬度时有何相同与不同之处?

答：相同处：均利用电子信号的强弱来行成形貌

衬度

不同处：

①分辨率不同。背散射电子是在一个较大的作用

体积内被入射电子激发出来的，成像单元较

大，因而分辨率较二次电子像低。

②能量和运动轨迹不同。背散射电子能量较高，

以直线逸出，因而样品背部的电子无法被检测

到，成一片阴影，衬度较大，无法分析细节；

利用二次电子作形貌分析时，可以利用在检测

器收集光栅上加上正电压来吸收较低能量的

二次电子，使样品背部及凹坑等处逸出的电子

以弧线状运动轨迹被吸收，因而使图像层次增

加，细节清晰。

5、说明背散射电子像和吸收电子像的原子序数

衬度形成原理，并举例说明在分析样品中元素元

素分布的应用。

答：右图显示原子序数对背散

射电子产额的影响。随着原子

序数Z增大，产额增大。样品

表面平均原子序数大的微区，

背散射电子信号强度较高，可

以根据背散射电子像的亮暗

衬度来判断相应区域原子序数的相对高低，对金

属及其合金进行定性成分分析。

吸收电子也是对样品中原子序数敏感的一种物

理信号。由入射电子束于样品的相互作用可知：

i=i+i+i+i式中，i是入射电子流，i，i和

IBATSIBT

i分别代表背散射电子，透射电子，二次电子的

S

电流，而i为吸收电子电流。对于样品厚度足够

A

大时，入射电子不能穿透样品，所以透射电子电

流为零，这时的入射电子电流可表示为：i=i+i

IBA

+i，由于二次电子信号与原子序数无关（可设

S

i=C），则吸收电子电流为：i=(i-C)-i

S