brzdným zářením X-ray generace
Dva typy X-paprsky jsou vyráběny interakce elektronového paprsku se vzorkem v SEM a TEM: brzdným zářením (což znamená ‚brzdné záření) a Charakteristické X-záření. Brzdné X-záření je produkován zpomalení primárního paprsku elektronů elektrickým polem okolních jader atomů ve vzorku (viz brzdným zářením animace). Poznámka: rentgenové záření Bremsstrahlung se také označuje jako rentgenové záření kontinua nebo pozadí. Elektrony primárního paprsku ztrácejí energii a mění směr v důsledku nepružného rozptylu ve vzorku. Část ztracené energie je přeměněna na rentgenové paprsky, které mají řadu energií, od ~0 do Eo-energie elektronů v primárním paprsku. Brzdné X-záření nemůže mít energie větší než energie elektronů v primárním paprsku, takže tato energie tvoří horní limit energie X-ray spektra a je známý jako Duane-Hunt limit.
obrázek: elektrony primárního paprsku jsou zpomaleny nebo vychýleny elektrickým polem kolem atomů ve vzorku. Část energie, kterou ztratí, je přeměněna na rentgenové záření Bremsstrahlung s energiemi mezi ~0 a limitem Duane-Hunt.
primární paprsek elektron může ztratit všechny své energie v jediném interakce události, ve kterém případě to bude produkovat jeden X-ray s energií Eo, ale je to mnohem více pravděpodobné, že energie se ztratí v množství interakcí, v nichž malých rozměrů počáteční energie jsou ztraceny a ekvivalentní množství low-energie X-záření je produkováno.
intenzita rentgenového záření nebo počet produkovaných rentgenových paprsků je nulový, kde E = Eo (limit Duane-Hunt), ale rychle se zvyšuje při velmi nízkých energiích. To znamená, že rentgenové paprsky produkované elektrony primárního paprsku obsahují většinou velký (téměř nekonečný) počet nízkoenergetických rentgenových paprsků.
i když velké množství nízko-energetické Brzdné X-záření je generován, většina jsou absorbovány do vzorku nebo detektoru a X-ray intenzity pozorované ve spektru klesá při nízké energii tak, že brzdným zářením X-ray spektrum se podobá „velryba“.
obrázek: Rozdíl mezi generovanými a pozorovanými rentgenovými spektry Bremsstrahlung. Přestože je generováno mnoho nízkoenergetických rentgenových paprsků, většina z nich je absorbována, takže pozorované spektrum zaznamenává pokles intenzity rentgenového záření při nízké energii.
Kramer je zákon
intenzita, I Brzdné X-záření v každém energie E ve spektru je dáno tím, že Kramers Zákon
jsem ≈ ip.Z (Eo-E)/e
kde ip je proud elektronové sondy A Z je střední atomové číslo.
intenzita je nulová, kde E = Eo (Duane-Hunt limit), ale přístupy nekonečno (∞) E blíží nule.
Všimněte si, že podle Kramers Zákon, intenzitu Brzdné X-záření je úměrná Z, střední atomové číslo vzorku. To znamená, že těžší materiály jako Pb nebo Au budou produkovat více rentgenových paprsků Bremsstrahlung než vzorky vyrobené z lehčích prvků, jako je C nebo Al.
animace ▶
