Sekundärelektronen

Sekundärelektronen sind Elektronen, die aus einem Festkörper austreten, weil der Festkörper von Elektronenstrahlung getroffen wird. Bei der Untersuchung mit Elektronenstrahlung entstehen sie durch inelastische Streuung der Primärelektronen. Die meisten Sekundärelektronen besitzen sehr geringe Energien, typischerweise im Bereich von wenigen Elektronenvolt bis zu einigen Dutzend Elektronenvolt. Aufgrund ihrer geringen Energie stammen sie aus der oberen Schicht der Substanz, oft nur wenige Nanometer unter der Oberfläche, und haben deshalb einen sehr shallow Escape depth.

Die Entstehung erfolgt, wenn Primärelektronen Atomschalen ionisieren oder Valenzelektronen und plasmonische Anregungen erzeugen. Einige der erzeugten Elektronen gewinnen genügend Energie, um die Oberfläche zu verlassen und in den Vakuumraum zu gelangen. Da die Emission stark oberflächenabhängig ist, liefern Sekundärelektronen einen ausgeprägten topografischen Kontrast und empfindliche Hinweise auf Oberflächenstrukturen, texture und Kleinstkratruren. Sie unterscheiden sich grundlegend von Rückstreu-Elektronen, die höhere Energie besitzen und strengere Tiefeninformationen vermitteln.

In der Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden Sekundärelektronen durch spezielle SE-Detektoren erfasst. Diese Detektoren liefern hochauflösende Oberflächenabbilder und sind besonders geeignet, feine Topographie wie Kanten, Erhebungen und Oberflächenrauhigkeit sichtbar zu machen. Die Emission wird durch Materialart, Oberflächenzustand, Adsorbate, Temperatur und durch die Anregung von Primärstrahlung beeinflusst. Sekundärelektronen werden auch in der Oberflächenanalyse genutzt, um qualitative Informationen über die Oberfläche zu gewinnen, wobei die Theorie der SE-Emission in Verbindung mit einem geeigneten Modell die Interpretation erleichtert.