Bremsstrahlung X-ray generation
kétféle röntgensugár jön létre az elektronnyaláb és a minta kölcsönhatásából mind a SEM-ben, mind a TEM-ben: Bremsstrahlung (ami fékezési sugárzást jelent) és jellegzetes röntgensugarak. A bremsstrahlung röntgensugarakat az elsődleges sugárelektronok lelassításával állítják elő a mintában lévő atomok magjait körülvevő elektromos mező által (lásd Bremsstrahlung animáció). Megjegyzés: a Bremsstrahlung röntgensugarakat kontinuumnak vagy háttér-röntgensugaraknak is nevezik. A primernyaláb-elektronok energiát veszítenek és irányt változtatnak a minta rugalmatlan szóródása miatt. Az elveszett energia egy része Röntgensugarakká alakul, amelyek energiatartománya ~0-tól Eo – ig terjed-az elsődleges sugárban lévő elektronok energiája. A Bremsstrahlung röntgensugarak energiája nem lehet nagyobb, mint az elsődleges sugárban lévő elektronok energiája, ezért ez az energia képezi a röntgen spektrum felső energiakorlátját, amelyet Duane-Hunt-határnak neveznek.
ábra: az elsődleges sugárelektronokat a minta atomjai körüli elektromos mező lelassítja vagy eltéríti. Az elveszített energia egy részét bremsstrahlung Röntgensugarakká alakítják, amelyek energiája ~0 és a Duane-Hunt határ között van.
egy primer sugárelektron egyetlen kölcsönhatási esemény során elveszítheti az összes energiáját, amely esetben egy eo energiájú röntgensugarat hoz létre, de sokkal valószínűbb, hogy az energia elvész számos olyan kölcsönhatásban, amelyekben a kezdeti energia kis hányada elvész, és ekvivalens számú alacsony energiájú röntgensugár keletkezik.
a röntgensugarak intenzitása vagy az előállított röntgensugarak száma nulla, ahol E = Eo (a Duane-Hunt határ), de nagyon alacsony energiáknál gyorsan növekszik. Ez azt jelenti, hogy az elsődleges sugárelektronok által termelt röntgensugarak többnyire nagy (szinte végtelen) számú alacsony energiájú röntgensugarat tartalmaznak.
bár sok alacsony energiájú Bremsstrahlung röntgensugár keletkezik, a legtöbb elnyelődik a mintában vagy a detektorban, és a spektrumban megfigyelt röntgensugár intenzitása alacsony energiánál csökken, így a Bremsstrahlung röntgensugár spektruma egy bálnához hasonlít.
ábra: A különbség a generált és megfigyelt Bremsstrahlung röntgen spektrumok. Bár sok alacsony energiájú röntgensugár keletkezik, ezek többsége felszívódik, így a megfigyelt spektrum alacsony energiájú Röntgenintenzitás csökkenését rögzíti.
Kramer törvénye
a bremsstrahlung röntgensugarak intenzitása, I, a spektrum bármely e energiáján Kramers törvénye
i IP.Z (Eo-E)/E
ahol ip az elektronszonda áram, Z pedig az átlagos atomszám.
az intenzitás nulla, ahol E = Eo (a Duane-Hunt határ), de megközelíti a végtelent (6), Amikor E megközelíti a nullát.
vegye figyelembe, hogy Kramers törvénye szerint a Bremsstrahlung röntgensugarak intenzitása arányos Z-vel, a minta átlagos atomszámával. Ez azt jelenti, hogy a nehezebb anyagok, mint például a Pb vagy az Au, több Bremsstrahlung röntgensugarat eredményeznek, mint a könnyebb elemekből, például C vagy Al.
animáció ons
