Mo和Ta的有效电子能量损失函数

在用Monte Carlo方法模拟电子与物质相互作用过程时，常用Mott截面描述电子与原子的弹性碰撞，而用介电函数理论描述电子的非弹性散射。Penn利用光学能量损失函数Im{-1／ε（q=0，ω）}外推法获得了描述动量转移不为零的能量损失函数Im{-1／ε（q，ω）}。该介电函数主要描述由于体激发而引起的能量损失，但当入射电子能量降低，或电子掠入、出射时，电子在表面区域会引起较强的表面电子激发模式，在电子能量损失谱中对应特征的能量损失，如表面等离子体激元峰，故常用的光学能量损失函数不适于描述电子的表面激发行为。     

微衍射模式下的电子能量损失谱及石墨的价电子结构的研究

在H—800型分析电子显微镜上,将微衍射技术(μ—diff)与电子能量损失谱(EELS)结合起来,发展了一项新的实验技术:微衍射模式下的电子能量损失谱技术。并用此方法获得了石墨沿〈100〉方向上的非弹性散射电子的电子能量损失谱。其谱形表明:在7ev和26ev处各有一等离子激发峰;根据这些峰,讨论了石墨的价电子结构。     

电子束曝光模拟中电子弹性散射的新模型

传统的卢瑟福弹性散射模型不适用于描述电子和原子序数较高(Z>4)的材料的弹性相互作用。给出一种模型,此模型采用Thomas-Fermi-Dirac(TFD)势能作为原子势,利用波恩近似法解薛定谔波动方程,得到弹性散射截面。利用此模型计算了H,Li,C,O和Si几种元素的弹性散射截面,并将结果和卢瑟福弹性散射模型的结果以及弹性散射的精确模型———Mott截面模型的结果进行了比较,发现在入射电子能量较高(E>5 keV),材料原子序数较大(Z>4)的条件下,此模型的计算结果和Mott截面的结果很接近,说明在该条件下此模型比卢瑟福弹性模型更精确,适用于描述高能电子和较高原子序数材料的弹性相互作用。此外,还对此模型进行了相对论修正,发现当入射电子能量达到100 keV时,相对论效应很明显。     

介电函数及其在电子能量损失谱低能区分析的应用

一、前言:电子能量损失谱学(EELS或ELS)是研究电子激发的一次过程。一幅电子能量损失谱大致可分为三个区域:零损失区、低能损失区(5～50eV)和高能损失区(>50eV)。对各谱区进行细致的分析研究、可获得与样品化学成分或电子结构有关的信息。利用电子能量损失谱低能区研究固体的电子结构、引起物理和电子显微学界的关注。因为它不仅能提供固体的电子结构信息、还能在同一台仪器上研究固体的微区晶体结构、成分和形貌。但在电子能量损失谱5～50eV的低能区很难直接确定有关电子结构方面的信息。这是由于在该区等离子激发占主导地位、而外     

高空间分辨率元素分布成像在调制结构中的应用

近年来兴起的能量过滤电子显微学是电子显微学中的一个非常突出和活跃的领域。元素分布成像则是能量过滤电子显微学的一个重要应用，它利用对应于某一特定元素内壳层电离能的非弹性散射电子成像，可以在较短的时间内和较大的面积内给出具有高空间分辨率的二维元素分布图。...     

电子显微镜中的康普顿散射

在电子显微镜中,通过记录大角非弹性散射电子能量损失谱来研究固体材料基态电子动量密度分布的方法,称为固体的电子康普顿散射技术(electron Compton scattering from solids,ECOSS)。利用该技术得到的康普顿轮廓的动量分辨率可以达到从同步辐射光源上得到的康普顿轮廓的动量分辨率水平;而其非常短的收集时间,使利用康普顿散射对固体材料电子动量密度的系统研究成为可能。本文简要介绍了该技术的背景、实验方法、理论基础,研究进展和应用。     

用电子能量损失谱成像技术（ESI）研究核酸与蛋白质的关系

电子能量损失谱成像(Electron Spectroscopic Imaging)技术是近年发展起来的一项电镜微区分析方法,它使我们有可能在超微结构水平上不仅对生物样品的细微结构进行观察,同时还能显示生物样品结构中元素的分布与组成,经过几年的摸索,我们认为应用电子能量损失谱成像技术与其它电镜技术,生化分析手段相结合是研究核酸与蛋白质关系的重要途径之一,我们利用电子能量损失谱成像技术主要对以下三个实验模式进行了研究,取得了一系列未曾报道过的结果。     

空间分辨电子能量损失谱对合金高温氧化的研究

空间分辨电子能量损失谱（Spatially-resolved EELS）是指在利用配备有能量过滤系统的透射电子显微镜（Energy filter coupled TEM）采集电子能量损失谱时，通过调整样品取向使得样品表面与EELS能量色散方向平行，从而在采集电子能量损失谱时在垂直于能量色散方向具有一定的空间分辩率的实验方法。对于同一元素，当处于不同化学环境时，其电子能量损失近阈精细结构（Energy Loss Near Edge Structure,ELNES）升起点处的绝对能量会有所差异，     

电子能量损失谱研究GaN的极性

ＧａＮ材料可以发蓝光 ,具有非常重要的实际应用价值。ＧａＮ的结构分析中 ,确定各种畴的极性是非常重要的。在过去的研究中 ,对于ＧａＮ这类非中心对称极性晶体 ,主要利用会聚束电子衍射的方法来测定极性[1] 。最近 ,Ｎ .Ｊｉａｎｇ等人利用通道效应对Ｘ 射线能量色散谱 (ＥＤＳ)强度的影响测定ＧａＮ的极性[2 ] 。但利用电子能量损失谱的方法研究晶体的极性目前尚不多见。入射电子在ＧａＮ晶体中传播时 ,由于布洛赫波的相干效应 ,使得Ｎ原子对入射电子的非弹性散射强度在ｇ =0 0 0 2双束条件和ｇ =0 0 0 2双束条件下并不相同。通过比较这…     

基于自适应陷波器的电子能量损失谱能量漂移的消除方法

电子能量损失谱是透射电子显微术中一种重要的分析手段,它可以帮助人们从纳米尺度上认识材料的电子结构等信息。但电子能量损失谱仪特别容易受到周围环境因素的影响,比如说固定工频干扰,而产生电子能量损失谱能量的漂移。本文结合串行快响应能谱探测器和自适应陷波器手段,提出了一种消除电子能量损失谱中能量漂移的方法,实验结果表明这种方法能够有效消除电子能量损失谱中由于固定工频干扰所造成的能量漂移。     

Monte Carlo方法模拟低能电子束曝光电子散射轨迹

建立了一个适用于描述低能电子散射的物理模型 ,利用 Monte Carlo方法对低能电子在多元多层介质中的散射过程进行模拟 .低能电子弹性散射采用较严格的 Mott截面描述 ,为了节约机时 ,利用查表与线性插值方法获得 Mott截面值 ;低能电子非弹性散射能量损失采用 Joy修正的 Bethe公式计算 ,并对其加以改进 ,引入多元介质平均电离电位、平均原子序数、平均原子量概念 ,利用线性插值方法给出光刻胶 PMMA对应的 k值 .对电子穿越多层介质提出一种新的边界处理方法 .在此基础上运用 Monte Carlo方法模拟高斯分布低能电子束在 PMMA-衬底中的复杂散射过程 .     

基于高能电子束曝光的相对论卢瑟福公式研究

高能电子运动速度较大,相对论效应很明显。传统的卢瑟福弹性散射公式是由非相对论的薛定谔波动方程得出的,在预言高能电子束曝光时,需要对其进行相对论修正。采用Born近似解相对论的Dirac方程,得到相对论修正的卢瑟福公式。计算元素Si、O、C、H的弹性散射截面和散射角,与修正前的计算结果进行比较,结果表明,当电子能量达到100keV时,其相对论效应已经很明显。     

电子能量损失谱的数据采集和谱图处理及在3 d过渡族元素谱图中的应用

本工作以有序Ni3Fe样品的电子能量损失谱EELS（electron energy loss spectroscopy）的采集、处理和分析为例,叙述了内置（Ω型）与后置能量过滤器在采集和处理电子能量损失谱的工作原理、处理步骤及注意要点.实验结果表明：在采集谱图过程中,内置Ω型能量过滤器零峰非常稳定,后置GIF（gatan image filter）能量过滤器可以节约采集过程中处理谱图的时间.在处理谱图时发现,利用Ω型能量过滤器采集的电子能量损失谱中谱图的背底曲线与理论拟合结果偏差很大;本文提出了通过数据处理给出的校正因子可以很好地弥补这一偏差.由于Ω型能量过滤器的物距较小,在零峰附近常伴随有衍射点,所以无论样品厚度如何,由Ω型能量过滤器采集的电子能量损失谱必须扣除多重散射的影响.     

用HREELS和UPS研究多孔硅的电子结构

使用高分辨电子能量损失谱(HREELS)和紫外光电子能谱(UPS)研究了新腐蚀的多孔硅(PS)样品的电子结构。实验结果表明,从HREELS谱中能量损失阚值测得的PS的能隙移到2．9eV,与文献报道的光激发谱(PLE)结果相近。UPS结果表明PS的费米能级到价带顶的距离不同于单晶Si。结合HREELS和UPS结果可以初步得出PS与Si界面的能带排列。     

用电子能量分布研究He-Ne激光器中的能量转换

本文用电子能量分布对Druyvesteyn分布的偏离曲线(f-f_D)直接研究了电子-原子间的非弹性碰撞过程,并对He-Ne激光五条谱线跃迁的能量转换过程进行了讨论。     

蒙特卡罗方法在电子散射中的应用

在电子显微分析中,常用蒙特卡罗方法计算电子与固体相互作用所产生的各种信息及其空间分布。本章简单介绍了模拟计算的一般原理和方法。由于用来标定试样特征的各种信息强度是由电子散射几率决定的,因此着重介绍了常用的卢瑟福弹性散射截面和用分波法弹性散射截面、Bethe连续能量损失方程、描述内层电子激发的Gryziski激发函数以及Moller方程等非弹性散射的公式,及其使用的条件和效果。由于使用了蒙特卡罗方法,R.Shimizu等在俄歇电子表面定量分析中,使分析精度得到改进。我们在电子探针定量分析中,得到的计算值与实验值(尤其是包括了超轻元素碳的分析)非常接近。D.E.Newbury,T.Yamamoto对视度的计算给出了一些有意义的结果。     

高强度CrMo钢的EELS和EDS面扫描研究

在很多金属材料中 ,界面处元素的偏聚对材料的力学性能往往起到至关重要的作用。随着电子显微学的进步 ,电子能量损失谱 (ＥＥＬＳ)已被用来研究界面处的性能。例如 ,对Ｎｉ3 Ａｌ晶界处电子能量损失谱的研究表明 ,Ｂ在晶界处的偏聚改变了晶界处的电子态 ,从而对于改善Ｎｉ3 Ａｌ的脆性具有明显的作用[1,2 ] 。在过渡金属的合金中 ,如下的定性结论可以判别界面处键合的趋势 :当界面处ＥＥＬＳ谱的白线较块体高且尖锐的情况下 ,界面处强度比块体低 ,界面为易断裂处 ;如果界面处的白线强度比块体较低 ,且有展宽效应 ,则界面处的强度高于块体强…     

用高分辨电子能量损失谱和紫外光电子谱研究多孔硅的电子结构

本文首次使用分辨电子能量损失谱（ＨＲＥＥＬＳ）和紫外光电子能谱（ＵＰＳ）研究新腐蚀的多孔硅样品（ＰＳ）的电子结构．实验结果发现，从ＨＲＥＥＬＳ谱中能量损失阈值测得的多孔硅的能隙最可几值移到２．９ｅＶ左右，与文献报道的光激发谱（ＰＬＥ）的结果相近．ＵＰＳ结果发现多孔硅费米能级到价带顶的距离不同于单晶硅，结合ＨＲＥＥＬＳ和ＵＰＳ结果可以初步得出多孔硅与硅界面的能带排列．     

基于反射电子能量损失谱的Zn光学性质研究

本文首先通过分析低能电子的反射电子能量损失谱(REELS)获取了Zn的有效能量损失函数Imi-1/ωeff(ω)},进而借助Kramers-Krongig分析得到了Zn的介电函数和光学常数.该光学常数不是通常的体光学常数,包含了表面和体的两部分贡献.根据反射电子在材料内的穿透深度可知,用本方法计算出的Zn的光学常数适用于膜厚在10nm内的材料.     

Monte Carlo方法模拟低能电子束曝光电子散射轨迹

建立了一个适用于描述低能电子散射的物理模型,利用Monte Carlo方法对低能电子在多元多层介质中的散射过程进行模拟.低能电子弹性散射采用较严格的Mott截面描述,为了节约机时,利用查表与线性插值方法获得Mott截面值;低能电子非弹性散射能量损失采用Joy修正的Bethe公式计算,并对其加以改进,引入多元介质平均电离电位、平均原子序数、平均原子量概念,利用线性插值方法给出光刻胶PMMA对应的k值.对电子穿越多层介质提出一种新的边界处理方法.在此基础上运用Monte Carlo方法模拟高斯分布低能电子束在PMMA-衬底中的复杂散射过程.模拟结果表明低能电子束曝光具有曝光效率高、邻近效应低、对衬底损伤轻等优点,与Lee、Peterson等人通过实验得出的结论相符.该研究将为电子束曝光技术的定量研究提供一定的理论依据.