Bremsstrahlung röntgengenerering
två typer av röntgenstrålar produceras genom interaktion mellan elektronstrålen och provet i både SEM och TEM: Bremsstrahlung (vilket betyder bromsstrålning) och karakteristiska röntgenstrålar. Bremsstrahlung röntgenstrålar produceras genom att sakta ner de primära stråleelektronerna av det elektriska fältet som omger kärnorna i atomerna i provet (se bremsstrahlung animation). Obs: Bremsstrahlung röntgenstrålar kallas också kontinuum-eller bakgrundsröntgenstrålar. De primära stråleelektronerna förlorar energi och ändrar riktning på grund av oelastisk spridning i provet. En del av den förlorade energin omvandlas till röntgenstrålar som har en rad energier, från ~0 upp till Eo-energin hos elektronerna i primärstrålen. Bremsstrahlung röntgenstrålar kan inte ha energier större än energin hos elektronerna i den primära strålen så denna energi bildar den övre energigränsen för Röntgenspektrumet och är känd som Duane-Hunt-gränsen.
figur: de primära stråleelektronerna saktas ner eller avböjs av det elektriska fältet runt atomerna i provet. En del av energin som de förlorar omvandlas till Bremsstrahlung röntgenstrålar med energier mellan ~0 och Duane-Hunt-gränsen.
en primärstråleelektron kan förlora all sin energi i en enda interaktionshändelse, i vilket fall den kommer att producera en röntgen med energi Eo, men det är mycket mer troligt att energin kommer att gå förlorad i ett antal interaktioner där små proportioner av den ursprungliga energin går förlorade och ett ekvivalent antal röntgenstrålar med låg energi produceras.
röntgenintensiteten, eller antalet producerade röntgenstrålar, är noll där E = eo (Duane-Hunt-gränsen) men ökar snabbt vid mycket låga energier. Detta innebär att röntgenstrålarna som produceras av de primära stråleelektronerna består mestadels av ett stort (nästan oändligt) antal röntgenstrålar med låg energi.
även om ett stort antal Bremsstrahlung-röntgenstrålar med låg energi genereras absorberas de flesta i provet eller detektorn och Röntgenintensiteten som observeras i spektrumet minskar vid låg energi så att Bremsstrahlung Röntgenspektrum liknar en ’val’.
figur: Skillnaden mellan genererade och observerade Bremsstrahlung röntgenspektra. Även om många röntgenstrålar med låg energi genereras absorberas de flesta av dem så det observerade spektrumet registrerar en minskning av Röntgenintensiteten vid låg energi.
Kramers lag
intensiteten, jag, av Bremsstrahlung röntgenstrålar vid vilken energi som helst E i spektrumet ges av Kramers lag
i dB IP.Z (Eo-e)/e
där ip är elektronsondströmmen och Z är det genomsnittliga atomnumret.
intensiteten är noll där E = eo (Duane-Hunt-gränsen) men närmar sig oändligheten (xhamster) när E närmar sig noll.
Observera att enligt Kramers lag är intensiteten hos Bremsstrahlung röntgenstrålar proportionell mot Z, provets genomsnittliga atomnummer. Detta innebär att tyngre material som Pb eller Au kommer att producera mer Bremsstrahlung röntgenstrålar än prover gjorda av lättare element som C eller Al.
animationsjätte
