SEM掃描式電子顯微鏡技術-原理與SE&BSE｜璟騰科技

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掃描電子顯微鏡(SEM)的倍率放大原理

SE/BSE 探測器如何形成影像

SE(二次電子)

SE利用凹凸反射的資訊形成影像

通常用於透過觀察表面形狀來合成整體影像

。成像原理：由電子束與樣品表面發生非彈性散射所釋放出的低能量電子（< 50 eV）
。影像特徵：強調表面微細結構，具有高解析度與立體感
。應用場景：觀察表面形貌（如裂縫、顆粒、紋理等）、微觀機械損傷分析

BSE(背向散射電子)

根據組成樣品的成分(原子序數)來形成影像

並且隨著原子序數的增加,出現係數趨於增加

。成像原理：入射電子與樣品原子核發生彈性散射後反彈出的高能電子（~數百 eV 至數 keV）
。影像特徵：影像對比取決於原子序（Z），Z值越高，背向散射電子產率越高，影像越亮
。應用場景：分析材料組成差異、鑑別多相材料或合金中的不同元素分布

SE( 二次電子 ) 探測器
SE (Secondary Electron) Detector

• 二次電子▷利用電子束流的非彈性碰撞所獲得的能量而在樣品表面產生的電子
• 活化電子束與弱震動金屬相互產生作用
• 與樣品中的電子相比,電子束流中包含的能量非常小,因此只有少量動能轉移到二次電子
• 大多數掃描電子顯微鏡都安裝了 Everhart-Thomley (ET) 偵測器。
• 當啟動的電子與閃爍體碰撞時會產生光子(photon)。
  它們通過光波導中的全反射進入光電倍增管。
  光子以光的形式存在，因此光子可以通過真空環境和石英窗，
  光子從兩極吸引電流，收集並返回到可偵測點的電流。 
  

BSE( 背向散射電子 ) 探測器
BSE(Backscattered Electron) Detector

發送到樣品後反彈的電子被散射到各個方向

這些分為電子的彈性散射和非彈性散射

• 初級電子的彈性散射:
  散射電子會改變動量(momentum),
  但能量保持恆定或幾乎在1eV以內。
  動量P=mv,由於m不變,所以只有速度向量的方向改變。
  散射角為0-180°,通常典型值為5°。
  
  
• 彈性散射發生在正負電子的原子核之間。
  
  
• 有些電子的散射角較大,以至於彈出樣品,這些電子就是背向散射電子。
  
  
• 在BSE探測器影像中較亮的部分大多是銅,較暗的部分大多是鋁。
  
  
• 非彈性散射期間的能量轉移到原子周圍的電子,活化的電子中將會減少動能

不同加速電壓產生的影像變化

探測電流會依據聚焦透鏡的電流值和加速電壓而改變

電子束分析技術的原理與特定

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