Экзамен / Доп. вопросы / К предыдущим / 4-5
.docРассмотрим эти величины на примере ЭЗРСМА и оже-электронной
спектроскопии [23-24] (см. рисунок1). Размер области торможения пучка первичных
электронов (1) в веществе пробы определяется энергией электронов зонда Е0 и
средним атомным номером вещества пробы, то есть ее химическим составом. Характеристическое рентгеновское излучение данного элемента возбуждается
только электронами, энергия которых превосходит потенциал ионизации
соответствующей внутренней электронной оболочки атома – так называемый
критический потенциал ионизации ЕА
крит. Поэтому размер области, в которой возбуждается
характеристическое рентгеновское излучение, будет меньше чем размер области
торможения. На рисунке 1 граница этой области помечена цифрой 4. На пути от
места генерации внутри области 4 к поверхности образца излучение ослабляется.
Поэтому кванты, рожденные в наиболее удаленных от поверхности частях
области 4, могут не достигнуть детектора. В результате этого размер области, из
которой регистрируется сигнал, в общем случае будет меньше размера области, в
которой он генерируется (на рисунке 1 граница области, из которой регистрируется
аналитический сигнал, помечена цифрой 5). Именно размеры этой области
определяют продольную и латеральную локальности рентгеноспектрального
микроанализа. локальность определяется не параметрами прибора, а зависит от
характеристик процессов взаимодействия первичного и вторичного излучений с
веществом пробы. Поскольку для возбуждения характеристического рентгеновского
излучения K-серии требуется энергия в несколько килоэлектронвольт, то это
означает, что локальность в данном случае не может быть существенно уменьшена.
Аналогичная ситуация будет наблюдаться и в случае оже-электронной
спектроскопии [24]. На рисунке 1 цифрой 6 обозначена граница области, в которой
генерируются оже-электроны определяемого элемента. Оже-электроны при
распространении в веществе, взаимодействуют с электронными оболочками атомов
неупругим образом, то есть при этом изменяется их энергия. Поскольку именно их
энергия является единственным характеристическим параметром, позволяющем
идентифицировать химические элементы в составе пробы, то такой электрон, с
21
измененной энергией, уже неотличим от других электронов, образовавшихся в
результате иных процессов вторичной эмиссии. Если электронный спектрометр
настроен на линию, соответствующую оже-переходу определяемого элемента, то
электрон, испытавший дажеоднократное взаимодействие с атомами пробы, если и вылетит из образца в
пределах угла сбора спектрометра, не даст вклада в сигнал. Поэтому аналитический
сигнал в электронной оже-спектроскопии будет регистрироваться только из тонкого
слоя, который на рис.1 обозначен цифрой 7. В этом случае Lоже
прод определяется
толщиной этого слоя и составляет единицы нанометров вне зависимости от энергии
первичного пучка электронов. Латеральная локальность Lоже
лат определяется
размером области рассеяния первичных электронов в направлении, параллельном
поверхности в пределах слоя 6. По этой причине даже при идеально
сфокусированном электронном зонде (оже-микрозонд) Lоже
прод < Lоже
лат. В этом
случае латеральная локальность может составлять миллиметры, а продольная
остается неизменной. Аналогичная ситуация имеет место в
рентгенофотоэлектронной спектроскопии.
Рисунок 1. К понятию «локальность определения».
1 – исследуемый образец; 2 – электронный зонд; 3 – граница области торможения
первичных электронов; 4 – граница области генерации характеристического
рентгеновского излучения элемента А; 5 – граница области, из которой
характеристическое рентгеновское излучение определяемого элемента может быть
зарегистрировано; 6 – область, в которой возникают оже-электроны определяемого
элемента ; 7 – область, из которой выходящие в направлении спектрометра оже-
электроны дают вклад в аналитический сигнал