4.1 Какие неупругие процессы происходят в ПЭМ?
Исторически сложилось, что обычные ПЭМ использовали только два упругих сигнала, а именно, прямой пучок и дифрагированные пучки. Эти сигналы представляют собой либо изображение образца, либо дифракционную картину. Однако, эксплуатация ПЭМ в этой классической манере, в настоящее время является чрезвычайно неэффективной, т.к. мы выбрасываем огромное количество информации о наших образцах, которая содержится в сигналах, возникающих в результате неупругого рассеяния. Некоторые из этих сигналов показаны на рисунке 1.3 и часто используются преимущественно в соответствующих инструментах, таких как сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и Оже-электронная спектроскопия (ОЭС), но мы также можем использовать ПЭМ для обнаружения многих из этих сигналов, тем самым позволяя давать более полную характеристику образца.
Поскольку некоторые из электронов падающего пучка теряют энергию, все эти сигналы связанны общей темой спектрометрией потерь энергии электронов (СПЭЭ). СПЭЭ сигналы и сопутствующие рентгеновские сигналы представляют собой аналитическую электронную микроскопию (АЭМ). В стремлении обнаружить как можно большее количество сигналов от образца, на практике мы не можем собирать все сигналы с одинаковой эффективностью. Тем не менее, различные виды аналитических ПЭМ существуют, которые в той или иной форме, могут обнаруживать все сигналы, показанные на рисунке 1.3. С появлением коррекции аберраций, пространственное разрешение и пределы обнаружения различных методов достигли или близко подошли к одноатомному уровню, и поэтому они очень хорошо подходят для характеристики наноструктурных материалов. Далее мы рассмотрим все сигналы, которые могут быть обнаружены.
Мы должны знать,
Когда электроны высокой энергии сталкиваются с атомом, они сначала проходят сквозь внешнее, слабо связанное электронное облако, далее они проходят более сильно связанные внутренние электронные оболочки, и, наконец, они могут столкнуться с ядром.
Эта цепь неупругого рассеяния производит целый ряд углов рассеяния, однако не существует простой связи между потерями энергии и углом рассеяния. Обычно, неупругие процессы можно разделить на три компоненты:
