扫描电子显微镜（SEM）成像中的背散射电子
与光学显微镜不同，扫描电子显微镜(SEM) 使用电子而非光线来生成待研究样本的图像。要理解 SEM 的工作原理，掌握背散射电子(BSE)的概念至关重要。
BSE 是高能电子，用于获取高分辨率图像，显示构成样本的各种元素的分布。
为了理解背散射电子 (BSE) 的工作原理，我们可以想象一下一颗小行星绕地球运行，然后又飘回太空，不再被地球引力捕获。类似地，当样品受到电子轰击时，一些带负电的电子不会被带正电的原子核的引力捕获。相反，它们会被反射或“反向散射”出样品。
电子与原子核相互作用而发生背向散射的示意图。
️背散射电子的产生
背散射电子的产生因元素重量而异。通常，较重的元素由于原子核较大，能够比较轻的元素更强烈地偏转入射电子。因此，像原子序数为 Z=47 的银这样的重元素，在 SEM 图像中会比像原子序数为 Z=14 的硅这样的轻元素显得更亮，因为从样品表面发射出的背散射电子更多。
太阳能电池的 SEM 图像，其中较重元素银显得较亮，而较轻元素硅则显得较暗。
️背散射电子的检测
aspcms.cn背散射电子 (BSE) 的检测通常由探测器完成，探测器由半导体材料（通常是硅）构成，放置在样品正上方。撞击探测器的电子会激发硅电子，形成电子空穴对。半导体探测器仅对高能电子敏感，因此常用于检测背散射电子。
背散射电子产生的自由电子和电子对可以在它们复合之前分离，从而产生电流。该电流可以通过电子电路测量，最终转换成包含样品元素组成信息的高分辨率图像。
️SEM 中的高分辨率 BSE 成像
背散射电子 (BSE) 图像的质量可以根据研究人员的目标进行调整。例如，当使用较高的加速电压时，穿透深度会增加，从而更难看到样品表面的薄膜层。因此，如果研究人员的目标是检查这些表面层，那么使用低加速电压的原电子束至关重要。
用 5 千伏和 15 千伏束流加速电压拍摄的带有碳污垢薄片的锡球样品的背散射电子（BSE）图像。由于污垢薄片非常浅，当使用 15 千伏加速电压时，它们变得不那么明显。
背散射电子用于获取样品中元素的高分辨率图像。通过清晰地了解背散射电子的工作原理以及可操控的不同因素，用户可以获得推进研究所需的高质量图像。
