3.17　试样表面的形貌与图像的反差[11]

试样表面的图像信号强度取决于试样表面的微观形貌与入射束相互作用后各角度所发出的SE数量。由于SE是低能电子，它们的产生范围仅限于试样的表面至亚表面层。因此，SE的产生数量主要是与试样受激发区域微观表面的倾斜、凹、凸和尖峰等微观几何形貌有关，如尖、凸的试样有突出的表面结构和边缘特征，这都会增大并影响SE发射的有效面积和数量。电子束垂直入射于表面形貌平整的试样时，产生的SE数量就会相对减少，因为平整的发射部位发射的有效表面积最小；而那种表面有尖、凸形貌的试样，产生的SE数量就会相对增多，因为有效的表面积会增大，这就是边缘效应的一种微观表现；若试样表面有凹陷和孔洞存在，产生于凹陷和孔洞中的SE有的就不易逸出，还有些在较深的孔洞中产生的SE根本就出不来，有的甚至还会被试样自身所吸收而变成吸收电子，所以该部位能被SE探测器探测到的电子数量和被试样自身吸收的电子数量的多少主要取决于该孔洞的孔径与深度之比，相关变化如图3.17.1和图3.17.2所示。由于凹陷部位的存在，其SEI的对应部位就会变暗，凹陷越深，对应的部位就会越暗，但是人们在此阴暗区有时还有可能会观察到少量的一些灰暗细节，这是因为可能还会有少量的SE从不太深的孔洞中逸出，这些逃逸出来的电子当中有些仍有机会被探测器采集而参与成像。

图3.17.1　试样的凹陷形状和吸收电流的变化

图3.17.2　试样的几何形貌与二次电子产生量的变化

除此之外才是与发射试样表面的化学组分有关，SE的产额和发射率与试样原子序数的相关性虽然没有像背散射电子那么强，但试样材料的密度大小也会影响到信号的强度。例如，碳是低密度的材料，铁是中密度材料，金是高密度材料，在同样平整的表面及同样的摆放角度上，使用同一个加速电压激发时，碳发射的SE数就比铁少，而铁发射的SE数就比金少，金发射的SE数最多，所以金就显得最亮，铁次之，而碳会显得最暗。