背散射电子|词汇表|日本日本株式会社

反射电子、背散射电子、RE、BSE、BE

[目录：理论]

当入射电子（一次电子）照射到样品上时，它们在散射过程中被反向散射。因此，它们也被称为背散射电子。图（a）显示了由于 20 keV 的入射电子而发射的电子的能谱。背散射电子的范围很宽，从约 50 eV 到最大值 20 keV。光谱中心附近看到的小峰是俄歇电子。
背散射电子之所以具有较宽的能量范围，是因为入射电子（一次电子）不仅在入射点附近弹性散射并飞出样品而不损失能量，而且会反复进行非弹性散射并在损失能量的情况下被背散射。
由于背散射电子比二次电子具有更高的能量，因此它们的逃逸深度比二次电子大大约两个数量级。具体地，当入射电子的能量为15keV时，铝和铁的反射电子的逃逸深度分别为约07μm和约02μm。从样品深处发射的反向散射电子会导致分辨率降低。
背散射电子发射率对原子序数的依赖性如图(b)所示。可以看出，背散射电子发射速率随着原子序数的增加而单调增加。使用背散射电子图像，该特性可用于揭示样品内成分的差异。注意，由于二次电子发射率和原子序数之间不存在特定的相关性，因此不可能从二次电子图像中明确组成的差异。
图(c)显示背散射电子的量根据样品表面相对于入射电子的角度而变化。发射的反射电子的量沿入射电子镜面反射的方向增加。因此，当检测器固定在某个位置时，可以获得由于样品的不规则性而引起的对比度。背散射电子的强度对样品的不均匀性变化非常敏感，因此即使对于没有边缘的轻微波动也会产生对比度。另一方面，由于在二次电子图像中看不到边缘效应，因此当涉及具有精细、陡峭边缘的不规则性时，不可能获得与二次电子图像相同的清晰度。
此外，背散射电子可能会激发样品表面附近的二次电荷，或者可能从样品中射出后与物镜等SEM结构碰撞并激发二次电子，这些二次电子会降低二次电子图像的图像质量。

入射一次电子从样品发射的电子能谱→图(a)
(当一次电子能量为20keV时)。
发射能量范围从约 50 eV 到最大 20 keV 的电子称为反射电子。光谱中心附近看到的小峰是俄歇电子。

背散射电子发射率的原子序数依赖性 →图(b)
背散射电子发射速率随着原子序数的增加而单调增加。

背散射电子发射量对样品倾斜角度的依赖性→图(c)
发射的背散射电子的数量在入射电子的镜面反射方向上增加。当探测器固定在某个位置时，只能探测到沿探测器方向直行的物体，而不会探测到其他方向发射的物体，因此可以获得如同探测器照射样品表面一样的图像。利用这一事实，由于样品的不均匀性可以获得对比度。

“背向散射电子”是指在电子散射过程中相对于入射电子（一次电子）向后散射的电子。这些电子有时被称为“反射电子”。图(a)显示了对于20keV的入射电子探针，从样品发射的电子的能谱。背散射电子的能量范围为约 50 eV 至 20 keV。光谱中心周围的小峰归因于俄歇电子。
背散射电子的宽能量分布是由于入射电子沿着入射电子路径不仅重复弹性散射而且重复非弹性散射，并且遭受能量损失的电子从样品中发射出来。
由于背散射电子的能量远大于二次电子的能量，因此背散射电子从样品中的逃逸深度比二次电子的逃逸深度大约大两个数量级。例如，当入射电子能量为15 keV时，Al和Fe的背散射电子的逃逸深度分别约为07 μm和02 μm。从深层区域发射会降低分辨率。
图。 (b)显示背散射电子系数对原子序数的依赖性。随着原子序数增加，背散射电子系数增加。由于这一特征，背散射电子图像揭示了样品中的成分差异。需要注意的是，由于二次电子发射系数与原子序数无关，因此二次电子图像无法区分成分差异。
图。 (c) 显示了背散射电子发射随样品表面与入射电子探针的角度的变化。样品的轻微起伏，没有锋利的边缘。然而，值得注意的是，背散射电子图像不提供二次电子图像中出现的边缘效应。因此，对于具有非常精细和锐利边缘的样本，背散射电子图像不如二次电子图像清晰。
值得注意的是，背散射电子可以激发样品表面附近的二次电子（SE2），并且还会撞击SEM组件（物镜等）并激发二次电子（SE3）。这些电子会降低二次电子图像的质量。