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电镜学堂 | 细谈二次电子和背散射电子(三)

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发表时间:2020-01-21 10:53

前两个章节我们详细分析了二次电子SE和背散射电子BSE,并对这两者进行了更细致的分类,对它们产生的原因和衬度及其它特点也做了详细的说明。相信读者对这些不同的信号已经有了全新的认识。

这一章节我们就要把这些不同类别的电子信号再进行一个回顾和总结。我们将常规定义的SE信号分成了低角SE、高角SE和轴向SE三个类别;又将BSE信号划分为低角BSE、中角BSE、高角BSE、Topo-BSE 和Low-Loss BSE等五个类别。在这里我们再介绍一种信号,就是样品台减速模式下的电子信号。



  减速模式下的信号


现在很多扫描电镜都追求低电压下的分辨率,而样品台减速技术则是一个行之有效的手段。电子束依然保持高电压,在试样台上加载一个负电位,电子在出极靴后受到负电位的作用而不断减速,最终以低能状态着落在样品表面。这样既保持了高电压的分辨率,又因为低着落电压而有很高的表面灵敏度。


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图1   样品台的负电位对原始电子束起减速作用


样品台减速技术各个厂家叫法不一样,有的叫电子束减速技术,有的称为柔光技术。这里我们统一称为BDM (Beam Decelerate Mode)技术。在BDM技术下,产生的电子信号和正常模式会变得有所不同。



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图2   样品台的负电位对产生的 SE 和 BSE 起加速作用


样品台的负电位对于原始电子来说起减速作用,但是对于产生的 SE 和 BSE 来说,却是起到加速作用。SE 和 BSE 受到电场加速后,都会变成高能量电子,而且出射角度都有增大的趋势。二次电子因为能量小,所以受到电场的作用较大,各个方向的 SE 都会被电场推到相对较高的角度;而背散射电子虽然也会被电场往上方推,不过因为能量相对较高,所以出射角增大的衬度不如 SE 明显,低角 BSE 变成中角 BSE、中角 BSE 变成高角 BSE。

        受到样品台减速电场作用的结果就是 SE 趋向于集中在高角附近,而 BSE 的分布范围相对 SE 要广泛一些,不过相对不使用减速模式时角度要有所偏高。

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图3   减速模式下 SE 和 BSE 的出射角度示意图



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