SEM 試料の傾きと二次電子の量

SEMで、試料の傾斜が大きいと二次電子の量も増える、というような
説明がよくあると思います。

これについて、色々なサイトを見て勉強中です。

下記URLはKEYENCEのページですが、5ページ目（I-ii）を見ていただきますと
二次電子の傾斜角効果について載っています。

http://www.mm.kyushu-u.ac.jp/lab_02/Documents/SE …

上段の3つの図について二点質問があります。

(1)水平・30度・60度の図で、それぞれ二次電子の飛び出す角度
（一次電子の矢印に対する角度）が違うのは何故か？
この角度の違いには意味があるのか？

(2)なぜ一次電子ビームの右側に飛び出す二次電子しか書いていないのか？
左側に飛び出す二次電子も図示すれば、水平の図と、60度の図とで
飛び出す二次電子の数は一緒になるのではないか？
（水平では右に5個・左に5個／60度では右に10個・左に0個）

また、試料の傾きと二次電子の量についてわかりやすく、正しく説明されている
サイト等ありましたら、教えていただけるとありがたいです。
よろしくお願いいたします。

No.4 ベストアンサー 回答者： eatern27 回答日時： 2012/08/19 21:59

>ですので、30度や60度のものにも左側の二次電子を書き加えると、

>水平と比べて、二次電子の総数がそれぞれ大して違わないのではないか、というのが
>(2)の質問になります。

いや、だから水平の図で２個の２次電子が飛び出る図にするのなら、
「右上」と「右」でも何でもいいのですが、とにかく黄色いの１つにつき２個の2次電子が飛び出るような図を描かないと、#3の2番の条件が揃わないのですよ。
例えば、水平の図だと「右下」に飛んだ2次電子は試料から飛び出ないけど、６０度の図であれば飛び出るという違いがある事はイメージできますよね。「左」から２次電子が飛び出ない分は「右下」に飛び出る分が補っていますので、この部分は「傾斜角効果」を理解する分には気にする必要がない部分なんです(すぐ下のエッジ効果を理解するのにはこういう事を考える事になりますけど)


とは言えば、天下り的に気にしなくてもいいと言われても納得できないのであれば
「右上」と「左上」だけじゃなくて、例えば３０度おきとかで３６０度全ての方向(合計１２方向)に飛びだす電子を描いて、試料の外に飛び出るものを数えてみて下さい。試料が傾いていた方が、元の黄色い奴が多い分だけ試料の外に飛び出る二次電子が多くなりますよね。

この回答へのお礼

ご回答いただきありがとうございます。

＞「右上」と「左上」だけじゃなくて、例えば３０度おきとかで３６０度全ての方向(合計１２方向)に飛び
＞だす電子を描いて、試料の外に飛び出るものを数えてみて下さい。試料が傾いていた方が、元の黄色い奴
＞が多い分だけ試料の外に飛び出る二次電子が多くなりますよね。

やってみました。
黄色いやつ1つから360度全方向に2次電子の矢印を伸ばしてみると、傾斜に関わらず
表面から飛び出す矢印の数は同じになります。
（これが、つまり「補ってる」にあたるわけですよね）

ということは、あとは単純に黄色いやつの数が多ければ、その分飛び出す量が多くなる
というわけですね。

やっと納得できました。
なかなかイメージするのが苦手で、時間がかかってしまいましたが理解することができ、うれしいです。

お礼日時：2012/08/20 10:23

No.3 回答者： eatern27 回答日時： 2012/08/19 19:17

その図でいう２次電子脱出可能深さの領域で生成された２次電子の一部が試料の外に飛び出すわけです。

そうすると、試料から飛び出す2次電子の数は、
１．２次電子脱出可能深さの領域で生成された２次電子の数
２．１の２次電子のうち表面から飛び出す割合
で決まる事になりますよね。

端的に言えば傾斜角効果は、試料を傾いていると１番が大きくなる効果です。
この事は図では、試料が傾いているほど黄色い奴が増えている事で表現されています。

「この黄色い部分で生成された２次電子が試料に出るんだよ」
という事を表現するために、試料の外へ飛び出す２次電子が描かれている感じでしょう。

(1)
なので、基本的には飛び出す2次電子の向きにはあまり意味がありません。
単に表面に垂直な方向に飛び出る図を描いたのでしょう。ただ、水平の図に関しては同じように描いてしまうと見にくくなるので、ちょっと傾けたのでしょうね。


(2)
別に水平の図で「右」と「左」」に飛び出すように書いてもいいですが、そう書くのなら
３０度、６０度の図でも黄色いやつから２つの2次電子が外に飛び出る図を書かないと両者を比較できません。

この回答へのお礼

ご回答いただきありがとうございます。

＞単に表面に垂直な方向に飛び出る図を描いたのでしょう。ただ、水平の図に関しては同じように描いてし
＞まうと見にくくなるので、ちょっと傾けたのでしょうね。

やはり図示の問題で、特に意味はないようですね。


＞３０度、６０度の図でも黄色いやつから２つの2次電子が外に飛び出る図を書かないと両者を比較できませ
＞ん。

ですので、30度や60度のものにも左側の二次電子を書き加えると、
水平と比べて、二次電子の総数がそれぞれ大して違わないのではないか、というのが
(2)の質問になります。

お礼日時：2012/08/19 20:23

No.2 回答者： ccokuma 回答日時： 2012/08/19 13:37

補足です。

（１）は傾けるほど二次電子が多くなることを表そうとした結果、
角度の違う図になっただけで、深い意味はないのかもしれません。

この回答へのお礼

補足も合わせてありがとうございます。

お礼日時：2012/08/19 18:30

No.1 回答者： ccokuma 回答日時： 2012/08/19 13:32

>(1)水平・30度・60度の図で、それぞれ二次電子の飛び出す角度

（一次電子の矢印に対する角度）が違うのは何故か？
この角度の違いには意味があるのか？

私が質問の意味を理解していなかったらごめんなさい。
(1)は観察中に試料の固定ステージの角度を変えて、別の角度から観察したいから、
というケースではないでしょうか。

>(2)なぜ一次電子ビームの右側に飛び出す二次電子しか書いていないのか？
左側に飛び出す二次電子も図示すれば、水平の図と、60度の図とで
飛び出す二次電子の数は一緒になるのではないか？
（水平では右に5個・左に5個／60度では右に10個・左に0個）

ひとつは、右側に二次電子の検出器があるという想定だと考えられます。
他の角度の場合には、参照されているページの説明通り、距離がありすぎて、
左側には飛び出せないからではないかと。

この回答へのお礼

ご回答いただきありがとうございます。

＞ひとつは、右側に二次電子の検出器があるという想定だと考えられます。

しかし、二次電子検出器ではどの方向に飛び出した電子も
集めることができますよね？

それを考えると、60度では距離がありすぎて左側に飛び出せないので
左側を考えなくても問題ありませんが、水平の場合は左側にも飛び出せるため、
何だか恣意的な図に思えてしまいます。

お礼日時：2012/08/19 18:29