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  • 反射電子放出率

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    [目次:理論]

    試料に入射する電子(一次電子)の数と、試料の表面から放出される反射電子の数の比。
    反射電子放出率ηは試料に入射する一次電子電流Ipと試料から放出される反射電子電流Ibの比、すなわちη=Ib/Ipとして定義される。
    反射電子放出率ηは、図(a)に示すように、試料を構成する物質の原子番号に依存する。このため、反射電子像では組成の違いを検出することができる。
    また、反射電子の試料表面からの放出率ηは、入射電子線が試料面に対して鏡面反射する方向に大きくなる。図(b)にその様子を示す。すなわち、傾斜した試料面に角度αで電子が入射すると、反射電子は角度αの方向(太い青線の方向)に強く放出され、エネルギーが高いため(入射電子とほぼ同じエネルギーを持つ)そのまま直進する。したがって、反射電子の進行方向に検出器があれば、反射電子が効率的に検出される。このため、反射電子像では、検出器の置き方によって、試料に対してある方向から光を当てたように、凹凸が立体的に見える照明効果が現れる。

    反射電子放出率ηの原子番号依存性→図(a)
    反射電子放出の試料の傾斜角度依存性→図(b)
    弾性散乱した反射電子は、入射電子線が試料表面に対して鏡面反射する方向に強い強度を持つ。したがって、検出器の位置によって反射電子の検出量が大幅に変わる。反射電子像には強い照明効果が現われる。

    The ratio of the number of backscattered electrons emitted from a specimen to the number of incident electrons (primary electrons) onto the specimen. The emission ratio (coefficient) η is defined as Ib/Ip, where Ib is the electric current of the backscattered electrons and Ip is the electric current of the primary electrons.
    As shown in Fig. (a), the emission coefficient η is dependent on the atomic number of a material. Thus, the compositional difference of a specimen is revealed using a backscattered electron image.
    Furthermore, the emission coefficient η is large in the direction of specular reflection of the incident electron beam with respect to the specimen surface. Fig. (b) shows the characteristic feature of the specular reflection. That is, when the primary electron beam is incident on an inclined specimen surface with an angle α, backscattered electrons are strongly emitted in the direction of angle α (shown by a thick blue line) with respect to the specimen surface. Those emitted electrons travel straight because of their high energy (similar to that of the primary electrons). When a detector is placed in the travel direction of the backscattered electrons, they are detected with a high efficiency. As a result, strong topographic contrast, which depends on the position of the detector, is obtained as if the specimen is illuminated from a definite direction (illumination effect).

    Dependence of backscattered electron emission coefficient η on the atomic number
    Fig. (a) Dependence of backscattered electron emission coefficient η on the atomic number

    Dependence of backscattered electron emission on the angle of the specimen surface against the incident electron probe.
    Fig. (b) Dependence of backscattered electron emission on the angle of the specimen surface against the incident electron probe.
    Elastically-scattered backscattered electrons have a strong intensity in the direction of the specular reflection of the incident electron beam with respect to the specimen surface. Thus, the detected intensity of the backscattered electrons largely changes with the position of the detector. The backscattered electron image shows a strong illumination effect.

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