Electron retro-împrăștiat

De electroni retro - imprastiati ( electroni retro - imprastiati în limba engleză) sunt electroni care rezultă din impactul unui fascicul de electroni, numitul primar și un eșantion care sunt re-emise într - o direcție aproape de direcția lor originală , cu o pierdere de energie scăzută. Acești electroni primari s-au ciocnit cu nucleii atomilor din probă și au reacționat aproape elastic cu ei.

General

Fasciculul primar de electroni și proba pot fi cele ale unui microscop electronic de scanare . În acest caz, electronii dispersați înapoi au, prin urmare, o energie relativ mare, variind până la 30 keV și mult mai mare decât cea a electronilor secundari . Ele pot fi emise la o adâncime mai mare în eșantion. Prin urmare, dacă semnalul de electroni retrodifuzat este utilizat pentru reconstituirea unei imagini prin scanare, rezoluția obținută cu electronii retrodifuzați va fi relativ mică, de ordinul unui micrometru sau de câteva zecimi de micrometru.

Dependența de numărul atomic

Pe de altă parte, imaginile produse cu electronii retrodifuzați beneficiază de faptul că acești electroni sunt sensibili la numărul atomic al atomilor care constituie proba. Atomii mai grei (cei cu un număr mare de electroni / protoni) vor retransmite mai mulți electroni decât atomii mai ușori. Această caracteristică va fi utilizată pentru analiza electronică retrodifuzată. Zonele formate din atomi cu un număr atomic ridicat vor apărea mai luminoase decât altele, acesta este contrastul de fază. Această metodă va putea măsura omogenitatea chimică a unei probe și va permite o analiză calitativă. Fluorescența cu raze X va fi utilizată pentru o analiză cantitativă .

Eficiență de retrodifuzare, după numărul atomic

B
B	VS	Al	da	Fe	Co	Mo	La	Pt	La
Z = 5	Z = 6	Z = 13	Z = 14	Z = 26	Z = 27	Z = 42	Z = 57	78	79
0,055	0,067	0,153	0,154	0,279	0,287	0,379	0,437	0,485	0,487

Detectoare de electroni retrodifuzate

Unul dintre detectoarele de electroni retrodifuzați este o singură joncțiune , de obicei o joncțiune Schottky . Vorbim adesea despre un detector de stare solidă. Funcționează pe principiul generării de perechi electron-gaură induse în materialele semiconductoare de un electron incident dotat cu o anumită energie. Dacă perechea electron-gaură este creată în zona pustie a unei joncțiuni, electronii liberi și găurile se deplasează în direcții opuse, astfel încât sarcina colectată pe electrodul exterior să poată fi injectată la intrarea unui amplificator de curent. Câștigul intern al acestei diode este de obicei 2.500 pentru electronii incidenți de 10 keV.

Câștigul detectorului este dat de

{\ displaystyle G = \ {\ frac {E} {e_ {i}}} \ (1-k \ \ eta)}

E este energia electronilor incidenți pe detector
e i este energia necesară pentru a crea o pereche de găuri electronice (3,6 eV pentru siliciu) este fracția de electroni retrodifuzată de la detector (0,164 pentru Si) k este un coeficient astfel încât kE este energia medie a electronilor retrodifuzați (tip 0,5)
${\ displaystyle \ eta}$

Câștig detector

Energia electronică E (eV)
Energia electronică E (eV)	Câştig
20	5100
15	2800
9	2300

Grosimea zonei p pustii a unei joncțiuni Schottky este dată de formula clasică:

{\ displaystyle V = \ q \ {\ frac {N \ p ^ {2}} {2 \ \ epsilon}}}

Unde V este tensiunea inversă aplicată diodei sau potențialului de difuzie, în absența tensiunii aplicate. q este sarcina electronului, N este concentrația dopantului și permitivitatea de siliciu, care dă p = 10 um , dacă V = 0,7 volți și N = 1014 la / cm 3 . $\ epsilon$

Grosimea zonei pustii, precum și grosimea stratului metalic al joncțiunii Schottky trebuie comparate cu adâncimea de pătrundere a electronilor într-o gamă solidă de „electroni” în limba engleză. Această profunzime de penetrare este dată, de exemplu, de formula Kanaya-Okayama.

{\ displaystyle R_ {KO} \ (\ mu m) = \ {\ frac {0.0276 \ A \ E_ {0} ^ {1.67}} {Z ^ {0.89} \ \ rho}}}

unde E 0 este energia incidentă, în keV, A este masa atomică , în g / mol, ρ este densitatea în g / cm 3 și Z este numărul atomic . Se consideră că fasciculul incident este normal la suprafața diodei.

Adâncimea de penetrare Kanaya-Okayama


	5 keV	10 keV	20 keV	30 keV
da	0,38	1.22	3,93	7,67
La	0,085	0,27	0,86	1.7

(pentru diferite energii ale electronului incident, carcasă de aur și siliciu)

Note și referințe

JIGoldstein și colab., Microscopie electronică de scanare și microanaliză cu raze X , presă Plenum (a doua ediție Eion, 1992), p.80
JIGoldstein și colab., Microscopie electronică de scanare și microanaliză cu raze X , presă Plenum (a doua ediție Eion, 1992), p.181-186
JIGoldstein, p.87-89
JIGoldstein p.89

Vezi și tu