电子能量损失谱（EELS）分析一e测试 |
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电子能量损失谱（EELS）分析一e测试
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当入射电子束照射试样表面时，将会发生入射电子的背向散射现象，背向散射返回表面的电子由两部分组成，一部分没有发生能量损失，称为弹性散射电子，另一部分有能量损失，称为非弹性散射电子。 在非弹性散射电子中，存在一些具有一定特征能量的俄歇电子，其特征能量只同物质的元素有关，如果在试样上检测这些俄歇电子的数目按能量分布，就可以标定物质的各元素组成，称为俄歇电子能谱分析技术。 如果其特征能量不但同物质的元素有关，而且同入射电子的能量有关，则称它为特征能量损失电子。 如果在试样上检测能量损失电子的数目按能量分布，就可获得一系列谱峰，称为电子能量损失谱，利用这种特征能量电子损失谱进行分析，称为电子能量损失谱分析技术。 特点 1.电子能量损失谱(Electron energy loss spectroscopy,简称EELS)可以实现横向分辨率10 nm，深度0.5~2 nm的区域内成分分析;2.具有X射线光电子能谱(X-ray photo spectroscopy,简称XPS)所没有的微区分析能力;3.具有比俄歇电子能谱(Auger electron spectroscopy,简称AES)更为表面和灵敏的特性;4.更重要的是能辨别表面吸附的原子、分子的结构和化学特性，而成为了表面物理和化学研究的有效手段之一;电子能量损失过程 1.激发晶格振动或吸附分子振动能的跃迁，属于声子激发或吸收，损失能量在几十至几百meV范围;2.体等离子体或表面等离子体(电子气)激发，或价带跃迁，能量损失值在1~50 eV左右;3.芯能级电子的激发跃迁，能量在102~103 eV量级;4.自由电子激发(二次电子)，约50 eV以下:韧致辐射(连续X射线)。最后两个激发过程只形成谱的背底。电子所损失的能量使物体产生各种激发类型 1)单电子激发包括价电子激发和芯能级电子激发。2)等离子体激元激发。3)声子激发。4)表面原子、分子振动激发。分析和应用 一、EELS可研究以下问题:1)吸附分子的电子跃迁;2)通过对表面态的研究来研究薄膜镀层的光学性质、界面状态和键合情况;3)通过对吸附物质振动的研究可以了解吸附分子的结构对称性、键长度和有序问题以及表面化合物的鉴别;4)通过表面声子来研究表面键合和弛豫;5)通过对金属和半导体的光学性质的研究，了解空间电荷区中的载流子浓度分布及弛豫过程等。二、电子损失能谱根据能量损失可以分三个区：零损失区、低能损失区和高能损失区。[1]王永瑞,邹骐. 电子能量损失谱学及其在材料科学中的应用[J]. 物理(6期):350-356. 本文由e测试整理，未经允许，禁止转载。 |
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