二次电子|词汇表 |日本日本株式会社

二次电子，SE

[目录：理论]

由于样品内入射电子（一次电子）的非弹性散射而从构成样品的原子激发的电子，通常定义为能量为 50 eV 或更小。无论样品的深度如何，都会发生入射电子对二次电子的激发，但由于二次电子的能量很小并且在样品内部散射，因此只有在样品浅部激发的二次电子才能到达样品表面。对于金属样品，二次电子可以从样品表面逸出的深度（逸出深度）为 5 至 10 nm。因此，如果电子束倾斜而不是垂直入射到样品表面，则飞出的二次电子数量将会增加。下图(a)显示了当20 keV的一次电子入射到样品上时，样品表面发射的电子的能谱。左边的大峰是由二次电子产生的。大多数以较高能量发射的电子是反射电子（背散射电子），其能量分布很宽。反射电子分布中看到的小峰是由俄歇电子造成的。样品发射的二次电子大部分在照射点附近被入射电子直接激发，称为SE1。 SE1包含有关入射点附近样品的形状（入射点处样品的倾斜度）和材料差异（功函数）的信息，并用于形成二次电子图像。
然而，一些二次电子的生成因子与 SE1 不同。随着入射电子的能量增大（加速电压增大），入射电子的扩散面积增大，二次电子也被反射到远离入射点区域的电子激发。这个二次电子称为SE2。此外，从样品发射的反射电子可能会撞击物镜或检测器等结构并激发二次电子。这称为 SE3。图(b)显示了SE1、SE2和SE3的出现，它们形成了二次电子图像的背景并降低了图像的对比度。

图(a)由于一次电子的入射而从样品中发射的电子的能谱（当一次电子的能量为20keV时）⇒图

图 (b) SE1、SE2 和 SE3 排放量的差异 ⇒图

“二次电子”是指所有受激电子中能量被定义为小于 50 eV 的受激电子，这些受激电子是通过样品中入射电子（一次电子）的非弹性散射而从样品的组成原子产生的。
尽管二次电子的激发与样品的深度无关，但能够到达样品表面的电子仅限于在样品表面附近激发的电子，因为二次电子能量较小并且在样品中散射。也就是说，对于大多数金属来说，二次电子从样品中的逃逸深度小至 5 至 10 nm。因此，与探针垂直入射相比，在入射探针倾斜入射到样品表面上时发射的二次电子更多。
图。 (a) 显示了 20 keV 一次电子束从样品表面发射的电子的能谱。左侧的大峰是由二次电子产生的，延伸至约 50 eV。超过50 eV的电子是存在于较宽能量范围内的背散射电子（反射电子）。在背散射电子范围内看到的小峰归因于俄歇电子。
大部分二次电子被沿入射电子路径的入射电子直接激发，并仅在样品表面附近发射。这些二次电子被称为“SE1(s)”。 SE1用于形成二次电子图像，该图像拥有有关入射电子位置处的样品形状（样品表面与入射电子束的角度）以及样品的功函数的信息。
应该注意的是，还有另一种类型的二次电子。当入射电子能量大(加速电压高)时，入射电子的扩散区域变大。背散射电子（反射电子）进入远离入射电子路径的区域，激发二次电子。这些二次电子被称为“SE2(s)”，它们形成二次电子图像（由SE1形成）的背景，降低图像入射对比度。此外，如果电子能量大到几十eV，从样品中发出的背散射电子会撞击SEM组件（物镜、探测器等），并能从组件中激发出二次电子。二次电子被称为“SE3(s)”，形成二次电子图像的背景或降低二次电子图像的对比度。 SE1、SE2、SE3的生成过程如图(b)所示。

图（a）在20 keV的初级电子探针处从样品发射的电子的能谱。