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通常,电磁透镜有聚光镜及物镜两种:聚光镜是电子向样品移动时遇到的个透镜。该透镜在电子束锥再次打开前使电子束会聚,并在撞击扫描样品之前由物镜再次会聚。聚光镜决定了电子束的大小(这决定了分辨率高低),而物镜的主要作用是将电子束聚焦到样品上。它的透镜系统还包含扫描线圈,投射电镜分析中心,用来对样品表面进行栅网式扫描。很多时候,会将光阑与透镜相结合来控制电子束的大小。
首先在扫描电镜窗口下找到感兴趣的样品区域,投射电镜分析机构,其次在能谱软件窗口对样品区域进行点、线或面扫描,即可获取样品区域的元素种类、分布及含量百分比。
当扫描电镜的电子束轰击试样表面时,电子束会进入试样内部,产生散射现象,电子束在散射后会改变前进方向,而且还会损失部分能量,随之而来产生各种其他信息,如热、俄歇电子、X射线、可见光、二次电子、背散射电子等。
当入射电子与试样相互作用后,烟台投射电镜分析,其中有一部分电子会返回表面逸出,则这部分被返回表面逸出的原入射电子被称为背散射电子。在实际成像过程中,通常以能量大小对电子信息进行分类,能量大于50eV而小于入射束能量E0的电子称为背散射电子,大部分背散射电子的能量约为原入射能量E0的0.7~0.9倍。利用背散射电子来成像所获得的图像称为背散射电子像。背散射电子像在电镜成像中的使用率和图像的分辨力也都比较高,仅次于一次电子像。
背散射电子像具有下列基本性质和特点:
(1)其成像信息主要来自于返回试样表面的原一次电子,大部分电子的能量基本接近于原入射电子的能量。
(2)由于入射电子在试样中产生背散射电子的区域比二次电子的区域深、范围大,故背散射电子像的几何分辨力远不如二次电子像,对于中等或以上元素的分辨力与二次像相比约差2.5倍以上。
(3)由于背散射电子的能量较大,故其出射方向基本不受试样表面弱电场的影响,而且类似于点光源的形式以直线方式沿其径向轨迹散射开来。因此,只有出射方向正对着探测器的背散射电子才可以进入探测器中。当背散射探测器的有效面积所覆盖的立体角越大时,其接收效率越高,信噪比也越好,图像分辨力越能得到改善。