Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Аналитическая химия -> Гоулдстейн Дж. -> "Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Книга 1" -> 8

Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Книга 1 - Гоулдстейн Дж.

Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д., Эчлин П., Джой Д., Фиори Ч., Лифшин Э. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Книга 1 — М.: Мир, 1984. — 303 c.
Скачать (прямая ссылка): rastelektrmicroanaliz1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 90 >> Следующая


где Q (>фо)—вероятность рассеяния на угол, превосходящий фо, Z — атомный номер рассеивающего атома и E — энергия электрона (кэВ). Как показано на рис. 3.2, при приближении Фо к нулю сечение рассеяния возрастает до бесконечности. Исследование уравнения (3.4) показывает сильную зависимость от атомного номера и энергии пучка (рис. 3.2, а и б), причем сечение рассеяния возрастает как квадрат атомного номера и уменьшается обратно пропорционально квадрату энергии пучка. Для актов упругого соударения, в результате которых происходит рассеяние на углы больше 2°, можно рассчитать величину средней длины свободного пробега между актами рассеяния, используя уравнения (3.2) и (3.4) (табл. 3.1). Так как средняя длина свободного пробега и сечение рассеяния обратно пропор-

??(>Фо)= 1,62-10"2° -JLctg2-f-

.3 ф0 число соударений

2 электрон (атом/см2)'

(3.4)

E

Рис. 3.1. Схема процессов рассеяния, происходящих при взаимодействии с атомом электрона с энергией Eo.

а

6

а — 1 ;" ¦¦ рассеяние; мгновенное знаменно C-iPVH-I после соударения E равно !'¦„: ' — неупругое рассеяние; мгновенное з ачение энергии E меньше, чем E0, <p„v«<rv. Рис. 3.2. Зависимость сечения упругого рассеяния [уравнение (3.4)] от атомного номера для ?о=Ю кэВ (а) и от энергии пучка для железной мишени (б). Взаимодействие электронного пучка с Ьбразцом

25

Таблица 3.1. Средняя длина свободного пробега для упругого рассеяния, выраженная в нанометрах (рассеяние на углы более 2°)

Энергия электрона, кэВ
Элемент 10 20 30 40 I 50
с 5,5 22 49 89 140
Al 1,8 7,4 17 29 46
Fe 0,3 1,3 2,9 5,2 8,2
Ag 0,15 0,6 1,3 2,3 ' 3,6
Pb 0,08 0,34 0,76 1,4 2,1
U 0,05 0,19 0,42 0,75 1,2

циональны друг другу, то видно, что средняя длина свободного пробега возрастает при уменьшении атомного номера и возрастании энергии электрона. При прохождении различных материалов данной толщины вероятность упругого рассеяния больше в материалах с большим атомным номером и при низких энергиях пучка.

3.2.2. Неупругое рассеяние

Второй основной тип рассеяния — это неупругое рассеяние. При неупругом рассеянии энергия передается атомам и электронам мишени и кинетическая энергия электрона пучка уменьшается. Имеется множество возможных процессов неупругого рассеяния. Мы рассмотрим лишь основные процессы, представляющие интерес в растровой электронной микроскопии и рентгеновском микроанализе (основные сведения по этому вопросу можно получить в книге Киттеля [11]). Краткое описание этих процессов будет представлено здесь.

а) Возбуждение плазмонов. Электрон пучка может возбуждать волны в «свободном электронном газе», который существует между ионами в твердом теле. Это — весьма вероятный процесс неупругого рассеяния. В таком металле, как алюминий, возбуждение плазмона происходит при передаче энергии порядка 15 эВ твердому телу.

б) Возбуждение электронов проводимости, приводящее к эмиссии медленных вторичных электронов. Взаимодействие электрона пучка с твердым телом может привести к высвобождению слабо связанных электронов зоны проводимости. Эти вылетевшие электроны называются вторичными электронами, большинство которых имеет начальную кинетическую энергию 26

Г лава З

в) Ионизация внутренних оболочек. Электрон, обладающий достаточно высокой энергией, при взаимодействии с атомом может вызвать освобождение сильно связанного электрона с внутренних оболочек, оставляющего атом ионизированным в высокоэнергетическом состоянии. Последующая релаксация этого возбужденного состояния приводит к эмиссии характеристического рентгеновского излучения и появлению оже-электронов.

г) Тормозное или непрерывное рентгеновское излучение. Электрон пучка с высокой энергией может претерпевать торможение в кулоновском поле атома. Потеря энергии электронного пучка при таком торможении преобразуется в квант рентгеновского излучения, которое называется тормозным рентгеновским излучением. Так как энергетические потери в процессе этого торможения могут принимать любые значения, то тормозное рентгеновское излучение образует непрерывный спектр с энергией от нуля до энергии электронов пучка. Поскольку образование такого непрерывного рентгеновского излучения зависит от направления влета электронов пучка, угловое распределение излучения является анизотропным.

д) Возбуждение фотонов. Значительная доля энергии, приносимая на образец электроном пучка, передается твердому телу за счет возбуждения колебаний решетки (фононы), т. е. за счет нагрева. В случае когда электронный пучок падает на массивную мишень, область, в которой он отдает энергию, находится в хорошем тепловом контакте со всей массой образца, действующей в этом случае как эффективный тепловой сток. За счет этого предотвращается значительное увеличение температуры в бомбардируемой области. Для токов пучка порядка 1 нА в массивных образцах наблюдается обычно увеличение температуры на IO0C или менее. В тонких образцах или при высоких токах пучка (1 мкА) может происходить существенный нагрев. Зависимость сечения рассеяния для некоторых таких процессов была рассчитана [12] для алюминиевой мишени (рис. 3.3). При увеличении энергии значения всех сечений рассеяния уменьшаются. В рассматриваемом диапазоне атомных номеров неупругое рассеяние более предпочтительно на элементах с низким атомным номером, а упругое — на элементах с высоким атомным номером.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 90 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама