
【化】 secondary electrons
二次電子(Secondary Electrons)是指材料表面在受到高能粒子(如電子束或離子束)轟擊時,從材料表層逸出的低能電子。其英文對應術語為"secondary electrons",常用于電子顯微學、表面物理和材料科學領域。
當高能電子(一次電子)撞擊材料時,其能量通過碰撞傳遞給材料内部的電子。若被激發的電子獲得足夠動能(通常大于材料逸出功),則會從表面逃逸形成二次電子。該過程符合愛因斯坦光電效應方程:
$$
E_k = h u - phi
$$
其中$E_k$為電子動能,$h u$為入射能量,$phi$為材料逸出功。
二次電子能量範圍集中在2-50 eV,顯著低于一次電子的初始能量(通常為0.1-30 keV)。這種低能特性使其對材料表面形貌敏感,成為掃描電子顯微鏡(SEM)成像的關鍵信號源。
通道式電子倍增器(CEM)和微通道闆(MCP)是主要檢測器件,通過電子雪崩效應将單個二次電子信號放大$10$-10倍(來源:IEEE Xplore)。
二次電子是材料科學和電子顯微技術中的重要概念,其定義和特性可綜合多個權威來源進行解釋:
定義
二次電子指在入射電子束轟擊下,從樣品表面被激發出的核外電子。這些電子主要來自原子外層的價電子,由于結合能較低,容易被入射電子激發脫離原子。
産生機制
當高能入射電子與樣品原子相互作用時,能量傳遞導緻核外電子脫離原子束縛。若此過程發生在樣品表層(5-10nm深度範圍内),電子可克服材料逸出功進入真空環境,形成二次電子。
特性
需注意,二次電子與背散射電子不同:前者能量低、來自淺表層,後者能量接近入射電子且反映材料成分差異。
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