掃描電鏡之電子背散射衍射檢測

掃描電鏡之電子背散射衍射檢測

前言：

掃描電鏡：背散射電子（BSE）是由入射電子束與原子核的彈性散射或非彈性散射所產(chǎn)生的高能電子。背散射電子（BSE）的產(chǎn)率，即出射的背散射電子（BSE）數(shù)與入射電子數(shù)之比，取決于樣品平均原子序數(shù)：平均原子序數(shù)越高，或元素越重，襯度就越亮。在SEM掃描電鏡中，背散射電子是通過放置在樣品上方的四分割半導(dǎo)體探測器檢測到的。在此文中，將解釋什么是半導(dǎo)體探測器，以及如何在掃描電子顯微鏡下檢測背散射電子。

背散射電子的發(fā)射

當(dāng)入射電子擊中樣品表面時，入射電子與原子的原子核相互作用，并偏離其軌跡，如圖 1 所示。

圖1：入射電子與原子核相互作用后散射的示意圖

如果條件合適，入射電子可以被散射回來，并脫離樣品表面，保持其高能量。一般來說，較重的元素，因為它們的原子核較大，可以比較輕的元素更強(qiáng)烈地偏轉(zhuǎn)入射電子。因此，在掃描電鏡圖像中，像銀這樣的重元素（原子序數(shù)為47）與原子序數(shù)為14的輕元素（如硅）相比顯得更加明亮，因為更多的背散射電子從樣品表面發(fā)射出來。

圖 2 顯示了銀和硅之間的背散射電子（BSE）圖像的對比。這張圖片顯示了一個太陽能電池板的區(qū)域，白色區(qū)域是銀，黑色區(qū)域是硅。

圖2：太陽能電池板的掃描電鏡（SEM）圖像，白色區(qū)域為銀，黑色區(qū)域為硅。

但是如何在掃描電鏡中檢測到背散射電子呢?

半導(dǎo)體探測器的物理性質(zhì)

通常用固態(tài)（或半導(dǎo)體）探測器進(jìn)行背散射電子（BSE）的檢測。這些由摻雜的半導(dǎo)體材料（通常是硅）組成，并直接置于樣品上方，如圖3所示。半導(dǎo)體探測器的工作原理是利用入射的背散射電子（BSE）在半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子空穴對。簡而言之：撞擊探測器的背散射電子（BSE）激發(fā)硅電子，形成電子空穴對。

在硅中形成電子空穴對，需要 3.6 eV 的能量，產(chǎn)生的電子空穴對的數(shù)量與入射電子的能量及數(shù)量成正比。此外，半導(dǎo)體探測器只對高能電子敏感，這也是為什么它們只用于探測背散射電子的原因。

圖3：半導(dǎo)體探測器示意圖 1

掃描電鏡中半導(dǎo)體探測器的電子電路

從入射的背散射電子中產(chǎn)生的電子空穴對可以在重組前被分離，從而產(chǎn)生電流。這種電流可以通過電子電路來測量，該電路是具有輸入電阻和反饋電阻的運(yùn)算放大器，如圖 3 所示。

在這里，探測器為電荷收集電流發(fā)生器（Icc），與摻雜硅（Rd和Cd）的p-n結(jié)處形成的損耗層的電阻和電容平行，與半導(dǎo)體（Rs）的內(nèi)部電阻串聯(lián)。由于放大器對于較大的RF/Re值會變得不穩(wěn)定，所以在反饋回路中增加了額外的電容，以防止放大器振蕩。

圖4：半導(dǎo)體探測器系統(tǒng)的電子電路 1

掃描電鏡（SEM）中半導(dǎo)體探測器的噪聲

半導(dǎo)體探測器噪聲的主要來源是入射的背散射電子（BSE）電流和前置放大器的噪聲。入射電子束的噪聲是由入射的電子數(shù)量的波動引起的。前置放大器的噪聲是熱噪聲，也叫約翰遜-尼奎斯特噪聲，它與波爾茲曼常數(shù)和電阻的溫度成正比。

鑠思百檢測動態(tài)

• 鑠思百檢測簡介

武漢鑠思百檢測，是華中地區(qū)專業(yè)的第三方檢測平臺，提供材料檢測服務(wù)，常規(guī)測試3-5個工作日出檢測結(jié)果，鑠思百檢測專業(yè)的實驗室儀器，鑠思百檢測，堅持“恪守信譽(yù)、質(zhì)量第一、客戶第一”

• 鑠思百檢測項目

XPS測試，ICP測試，SEM測試，EDS測試，TG測試，EBSD測試，TEM測試，BET測試,XRD測試，紅外測試，拉曼測試，固體核磁，元素分析，離子減薄制樣，F(xiàn)IB制樣，等等更多測試請咨詢在線客服

• 鑠思百檢測流程

測試流程

1、客戶提出測試要求（在線預(yù)約）

2、細(xì)節(jié)溝通（聯(lián)系在線QQ）

3、下載填寫測試委托單

4、測試委托單和樣品郵寄

5、聯(lián)系客服付款

6、安心等待

7、接受數(shù)據(jù)

8、后期服務(wù)

以上是對于測試的相關(guān)介紹，如有其它檢測需求可以咨詢實驗室工程師，為您一對一服務(wù)。

溫馨提示

1、不定期推出各種優(yōu)惠活動，詳情通過電話。

2、在線客服確認(rèn)測試條件、檢測費(fèi)用、檢測周期等。

檢測咨詢熱線：15071040697      黃工QQ：82187958

公司網(wǎng)站：m.gzbj666.cn

武漢鑠思百檢測技術(shù)有限公司