高分辨率臺式掃描電鏡中有兩種常用基本信號,分別是二次電子(SE)和背散射電子(BSE),對于很多高分辨率臺式掃描電鏡使用者而言,二次電子可以用來表征形貌,背散射電子可以進行原子序數(shù)表征已經(jīng)是基本的常識。然而,二次電子、背散射電子與襯度的關系并非如此簡單。今天,我們就來深入的了解一下SE、BSE的細分類型,各自的特點,以及它們和襯度之間的關系。
二次電子是入射電子與試樣中弱束縛價電子產(chǎn)生非彈性散射而發(fā)射的電子,一般能量小于50eV,產(chǎn)生深度在試樣表面10nm以內。二次電子的產(chǎn)額在很大程度上取決于試樣的表面形貌,因此這也是為什么在很多情況下大家把SE圖像等同于形貌像。然而,這種說法并不嚴謹。
二次電子的產(chǎn)額其實和成分也有很大的關系,尤其是在低原子序數(shù)(Z<20)時,二次電子也能夠清晰的反映出成分之間的差異。SE像不但可以區(qū)分出碳和銀的成分差異,而且相對BSE圖像來說具有更多的形貌細節(jié)。所以,如果對于低原子序數(shù)試樣,或者原子序數(shù)差異非常大時,若要反映成分襯度,并不一定非要用BSE像,SE像有時也可獲得上佳的效果。
除了成分襯度外,SE還具有較好的電位襯度,在正電位區(qū)域SE因為收到吸引而使得產(chǎn)額降低,圖像偏暗,反之負電位區(qū)域SE像就會偏亮。而BSE因為本身能量高,所以產(chǎn)額受電位影響小,因此BSE像的電位襯度要比SE小的多。
另外,如果遇上試樣的導電性不好,出現(xiàn)荷電效應或者是局部荷電,這也可以看成是一種電位襯度。這也是當出現(xiàn)荷電現(xiàn)象的情況下,相對SE圖像受到的影響大,BSE圖像受影響則比較小。這也是為什么在發(fā)生荷電現(xiàn)象的情況下,有時可以用BSE像代替SE像來進行觀察。
至于通道襯度,一般來說因為需要將樣品進行拋光,表面非常平整,這類樣品基本上沒有太多的形貌襯度。SE雖然也能看出不同的取向,但是相比BSE來說則要弱很多,所以一般我們都是用BSE圖像來進行通道襯度的觀察。
SE和襯度的關系,總結來說就是SE的產(chǎn)額以形貌為主,成分為輔,容易受到電位的影響,取向帶來的差異遠不及BSE。
在考慮具體使用高分辨率臺式掃描電鏡的哪種信號觀察樣品的時候,SE和BSE特點剛好互補,并沒有孰優(yōu)孰劣之分,需要根據(jù)實際關注點來選擇正確的信號進行成像。