ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Роли образца и детектора в формировании контраста изображения из "Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ том 1" Так как коэффициент отражения с атомным номером в общем изменяется плавным и монотонным образом, то сигнал отраженных электронов может быть использован для получения информации об относительной разности в среднем атомном номере областей образца. Такой механизм контраста известен как контраст, зависящий от атомного номера (также контраст от состава , или -контраст ). Пример проявления механизма такого контраста показан на рис. 4.26, где светлые области имеют больший атомный номер, чем темные. [c.137] Уравнение (4.15) дает представление о расчете контраста, т. е. связь свойств образца, в данном случае состава и как он влияет на процесс отражения, и информации в контрасте, которую в принципе может дать изображение. [c.137] Учитывая свойства процесса отражения, обсуждавшиеся в гл. 3, можно вывести следующие характеристики контраста, зависящего от атомного номера. [c.137] Образец сплав алюминий — никель энергия пучка 20 кэВ. [c.137] Контраст лишь за счет отраженных электронов. [c.138] Коэффициент вторичной эмиссии не сильно зависит от атомного номера для энергий пучка свыше 10 кэВ. Однако ниже 5 кэВ возрастание коэффициента вторичной электронной эмиссии может сильно влиять на наблюдаемый контраст от атомного номера. Отсутствие надежных данных о коэффициентах вторичной электронной эмиссии, в особенности при низкой энергии пучка, делает затруднительной интерпретацию контраста от атомного номера в этом диапазоне энергии. [c.139] В общем случае коэффициент вторичной электронной эмиссии ие сильно изменяется с атомным номером по измерениям на чистых элементах, так что контраст, обусловленный составом (контраст от состава), обычно не наблюдается в этом режиме. Имеются литературные данные [92, 93], в которых описываются представляющие интерес исключения, когда в режиме вторичной электронной эмиссии наблюдался сильный контраст от состава объекта. Пример такого контраста представлен на рис. 4.28 [93]. На изображении карбида кремния, полученного на связке, во вторичных и отраженных электронах наблюдается сильный контраст между внутренними и внешними областями зерна карбида кремния. На изображении, полученном в отраженных электронах, контраст между этими областями не наблюдается, наблюдается лишь обычный контраст от атомного номера между зернами 51С и межгранулярным кремнием. В работе [93] предполагается, что. контраст в режиме вторичных электронов возникает за счет различия в коэффициенте вторичной электронной эмиссии из-за разного содержания примеси. Так как карбид кремния является полупроводником, то наличие малых концентраций (следов) примесей может изменять акцепторные уровни в электронной зонной структуре, которая определяет вторичную электронную эмиссию. Общее изменение химического состава из-за наличия таких примесей настолько мало, что разность в среднем атомном номере недостаточна для того, чтобы создать заметный контраст от атомного номера на изображении в отраженных электронах. [c.141] Контраст от атомного номера в режиме вторичных электронов очень чувствителен к условиям на поверхности образца. Напыленный слой углерода или слой загрязнения, возникающий под действием электронной бомбардировки, может полностью подавить контраст, который мы видим на рис. 4.28, а. [c.141] Приведенные выше рассуждения показывают, что контраст, который обычно содержится в сигнале, выходящем с детектора, является сложной функцией свойств объекта, несущих информацию электронов и детектора. Отметим различные компоненты контраста. [c.141] Обусловленный составом контраст изображения, наблюдаемый в суммарном режиме вторичных и отраженных электронов (а). Изображение той же области в отраженных электронах (б). [c.142] Топографический контраст возникает за счет того, что отражение электронов и вторичная электронная эмиссия зависят от угла падения пучка на образец. Угол падения будет меняться из-за неровностей (топографии) образца, приводя к образованию контраста, связанного с физической формой объекта. Топографический контраст — это наиболее часто встречающийся контраст в растровой электронной микроскопии общего назначения. [c.143] На основе информации, представленной в гл. 3, можно ожидать, что следующие эффекты дадут вклад в формирование топографического контраста. [c.143] Наблюдаемый в действительности контраст является сложной сверткой свойств взаимодействия пучок — образец и свойств детектора. Мы рассмотрим, как возникает контраст при регистрации с каждым типом детектора, считая представителем широкого класса объектов с неоднородной поверхностью образец с фасеточной поверхностью излома, показанной на рис. 4.10. [c.144] Светооптпческой аналогией для случая суммарного сигнала вторичных и отраженных электронов является освещение от косого, направленного источника,, представленного на рис. 4.29,6, в совокупности с освещением рассеянным светом со всех сторон, так что наблюдатель, находящийся над образцом, видит освещенными все участки объекта, по крайней мере частично. [c.147] Хотя этот метод интерпретации топографического контраста является успешным в большинстве случаев, встречаются случайные изображения, на которых смысл топографии не очевиден, возможно, из-за особенностей сбора электронов. В таких случаях могут понадобиться наклон и поворот образца либо изготовление стереопар для определения точного смысла топографии. [c.148] С помощью твердотельного детектора в виде полусферы над образцом, собирающего все отраженные электроны. [c.152] Вернуться к основной статье