二次电子

真空中的自由电子
二次电子(Secondary electrons),又称次级电子,是指物体表面在被具有足够能量的主要辐射(如离子、电子或光子)照射后发射出的低能量电子。这些电子通常在样品表面的5~10nm深度范围内产生,并且对样品的表面形貌十分敏感,因此能非常有效地显示样品的表面形貌。二次电子的能量较低,一般不超过50eV,大多数只带有几个电子伏的能量。它们属于二次发射的一种。

产生

二次电子是一种真空中的自由电子。当高能量的入射电子射入样品时,可以产生许多自由电子,其中90%来自样品原子外层价电子。由于原子核和外层价电子的结合能较小,这些外层电子较容易与原子脱离,导致原子电离。电子在固体中的非弹性平均自由径(inelastic mean free path)通常具有普遍性,对金属而言,这个距离通常在几纳米内;对绝缘体而言,则在十几纳米内。对于低能量的电子(< 5eV),则有更长的平均自由径。

能量

二次电子的能量较低,一般不超过50eV。大多数二次电子只带有几个电子伏的能量。这种低能量特性使得它们在样品表面的非弹性平均自由径较短,从而在表面形貌的分析中发挥作用。