电子光谱仪和显微镜固体金属分析图像显微镜
材料的表征
材料中电子输运过程的模拟在许多应用中都非常重要。粒子束辐照固
体产生电子发射的测定尤为关键和重要，特别是在利用电子研究固体近表
面的化学和成分特性的分析技术中。
在研究电子和物质的相互作用中，电子光谱仪和显微镜代表了研究物
质的电子和光学特性的基本仪器。电子光谱仪和显微镜可用于研究化学成
分、电子特性和材料的晶体结构。基于入射电子能量的不同，可以利用一
系列的光谱技术：低能电子衍射(LEED)可用于研究表面的品格结构；俄歇
电子谱(AES)可用于分析固体表面的化学成分；电子能量损失谱，不管是分
光仪与透射电镜相结合的透射谱还是反射谱，都可通过与合适的标准对比
其等离激元损失峰的形状、带内和带间跃迁产生的细微结构特征来表征材
料特性；弹性峰电子能谱是可用于检测碳基材料中的氢的一种有用手段。
采用电子探针研究材料的特性需要相应的电子与所研究的特定材料相
互作用的物理过程的知识。例如，原子谱的典型AES峰的宽度范围为0．1～
1eV。固体中，许多能量上很接近的能级都在此范围，所以在固体的AES谱
中观察到的峰都较宽。这一特征同样依赖于仪器的分辨率。能谱的另一重
要特性是峰的能量偏移与化学环境相关：实际上当原子作为固体的一部分
时，原子核的能级是偏移的。当从理论上或通过与合适的标准对比能确定
该偏移时，这一性质可用于表征材料。甚至能谱强度的改变和二次电子峰
的出现都可用于分析未知材料。电子能谱也可用于自支撑薄膜的局部厚度
测量、多层表面薄膜厚度测量、半导体中掺杂剂量的确定、辐射损伤研究
等。
背散射电子系数可用于沉积层薄膜厚度的无损预测，同时，在背散射
电子能量分布的研究中，可以通过等离激元损失峰的形状表征材料。
二次电子的研究可通过模拟二次电子成像的物理过程
