Le principe de nombreux dispositifs de caractérisation est de faire interagir les électrons avec les substances qui doivent être détectées, d'exciter les électrons secondaires, ou d'effectuer des transitions et des retours en arrière au niveau atomique, et de libérer une énergie caractéristique. Comprendre les interactions entre les électrons et la matière aide à comprendre fondamentalement une variété deinstruments de caractérisationet de comprendre leurs scénarios d'application.
Lorsqu’un faisceau d’électrons frappe une substance, les processus suivants peuvent se produire :
1. L'interaction avec l'électron externe effectue la transition électronique de l'état fondamental, et l'électron émettra de la lumière visible ou ultraviolette à son retour.
2. L'interaction avec les électrons de la bande de valence ou de la bande de conduction provoque l'ionisation des électrons externes et la production d'électrons secondaires. L'énergie des électrons secondaires est faible, généralement inférieure à 50 eV. Il n’intervient que dans la gamme de surface de 5 à 10 nm, quel que soit le type d’élément.
3. Les électrons incidents interagissent avec les atomes, l'énergie est réduite et l'énergie perdue est libérée sous forme d'énergie continue.Rayons X, après quoi les électrons eux-mêmes s'échappent, ce que l'on appelle des électrons rétrodiffusés. L'électricité rétrodiffusée est liée au numéro atomique, plus le numéro atomique est grand, plus il y a d'électrons rétrodiffusés, et le nombre est déterminé par le type d'élément, qui est le principe du spectre de perte d'énergie électronique.
4. Transmission électronique : à travers le matériau, la tension est proportionnelle au numéro atomique, et l'épaisseur est inversement proportionnelle, la profondeur de pénétration n'est pas trop grande, elle peut donc être utilisée pour mesurer l'échantillon d'environ 1 micron.
5. L'électron incident peut également pénétrer dans la couche interne de l'atome, éjecter l'électron interne dans un électron secondaire, de sorte qu'il y ait une vacance dans la couche interne, et l'électron externe remplira la vacance et l'énergie supplémentaire s'échappera. dansRayons Xou faire sortir l'électron externe, appelé électron Auger.