4.3.1 Вторичные электроны
ВЭ испускаются из зоны проводимости и валентной зоны атомов в образце. Сам процесс излучения может быть достаточно сложным и не существует простой модели сечений, охватывающей все механизмы генерации. Данные на рисунке 4.1 показывают, что ВЭ эмиссия гораздо менее вероятный процесс, чем все другие неупругие процессы, которые мы обсуждали, но их генерируется достаточно для того, чтобы их можно было использовать в ПЭМ.
Как правило, ВЭ считаются свободными электронами, т. е. они не связаны с конкретными атомами, и поэтому они не содержат никакой специальной информации об элементном составе вещества. Поскольку ВЭ имеют низкую энергию, они могут покинуть образец только, если они находятся вблизи поверхности образца. Поэтому мы используем их в СЭМ для формирования изображения поверхности образца. В то время как ВЭ являются стандартным сигналом, используемым в СЭМ, они также используются в СПЭМ, где они могут обеспечить очень высокое разрешение, в изображении топографии поверхности образца.
Последние разработки в высоко-разрешающих СЭМ с катодами полевой эмиссии привели к тому, возможно достижение разрешение изображения во вторичных электронах <0,5 нм при 30 кВ. СПЭМ при 100 кВ могут показывать аналогичные или более высокое разрешение даже без использования катодов полевой эмиссии. Коррекция аберраций в СПЭМ естественно приводит к еще более высоким разрешениям изображения в ВЭ, близким к атомному уровню.
Количество ВЭ не зависит от энергии, оно возрастает до максимума примерно при 5 эВ и падает почти до нуля при энергиях более 50 эВ. (В редких случаях, сильно связанные электроны внутренних оболочек могут быть выброшены с энергией до 50% энергии пучка. Такие, быстрые ВЭ, как правило, игнорируются, потому что они, не ограничивают разрешение ЕДС в ПЭМ) Выход ВЭ (количество ВЭ/электронам падающего пучка), как правило, рассматривается как независящая от E0 величина; если и существует зависимость от Z (которая по-прежнему вызывает некоторые споры), то она очень мала.
Угловое распределение испускаемых ВЭ не имеет значение, так как детектор использует сильное поле, чтобы собрать ВЭ, выходящие с поверхности под любым углом. Но количество ВЭ увеличивается с наклоном образца, потому что ВЭ легче покидать поверхность образца, когда она наклонена параллельно пучку. Такое поведение является важнейшим аспектом эмиссии ВЭ, поскольку оно имитирует закон косинусов Ламберта для отражения видимого света. Количественно имеется большое сходство между изображениями во ВЭ шероховатой поверхности образцов и изображениями в отраженном свете, которые мы привыкли видеть своими глазами.
