Bremsstrahlung X線生成
SEMとTEMの両方で電子線と試料との相互作用によって生成されるX線は、Bremsstrahlung(制動放射を意味する)と特性X線です。 Bremsstrahlung X線は、試料中の原子の核を取り囲む電場によって一次ビーム電子が減速することによって生成されます(Bremsstrahlungアニメーションを参照)。 注:Bremsstrahlung X線は、連続体または背景X線とも呼ばれます。 一次ビーム電子は試料中の非弾性散乱のためにエネルギーを失い,方向を変化させる。 失われたエネルギーの一部は、一次ビーム内の電子のエネルギーである〜0〜Eoまでのエネルギー範囲を有するX線に変換される。 Bremsstrahlung X線は、一次ビームの電子のエネルギーよりも大きなエネルギーを持つことができないので、このエネルギーはX線スペクトルの上限エネルギー限界を形成し、Duane-Hunt極限として知られています。
図:一次ビーム電子は、試料中の原子の周りの電界によって減速または偏向される。 それらが失うエネルギーの一部は、〜0とDuane-Hunt極限の間のエネルギーを持つBremsstrahlung X線に変換されます。
一次ビーム電子は、エネルギー Eoを持つ一つのX線を生成する単一の相互作用イベントでそのエネルギーのすべてを失う可能性がありますが、初期エネルギーの
X線強度、つまり生成されるX線の数はゼロですが、E=Eo(Duane-Hunt極限)ですが、非常に低いエネルギーで急速に増加します。 これは、一次ビーム電子によって生成されるX線は、ほとんどが大規模な(ほぼ無限の)数の低エネルギー X線を含むことを意味する。
低エネルギーのブレムシュトラールングX線が多数発生しますが、ほとんどはサンプルまたは検出器内に吸収され、スペクトルで観測されるX線強度は低エ
フィギュア: 生成されたと観測されたBremsstrahlung X線スペクトルの違い。 多くの低エネルギー X線が生成されますが、そのほとんどが吸収されるため、観測されたスペクトルは低エネルギーでのX線強度の減少を記録します。
Kramer’S law
スペクトル中の任意のエネルギー EにおけるブレムシュトラールングX線の強度Iは、Kramers’Law
I≠ipによって与えられる。Z(Eo-E)/E
ここで、ipは電子プローブ電流、Zは平均原子番号です。
強度はゼロであるが、E=Eo(Duane-Hunt limit)であるが、Eがゼロに近づくにつれて無限大(λ)に近づく。
クラマースの法則によれば、ブレムシュトラールングX線の強度は、試料の平均原子番号であるZに比例することに注意してください。 これは、PbやAuのような重い材料は、CやAlのような軽い元素から作られたサンプルよりも多くの制動放射X線を生成することを意味します。