El principio de muchos dispositivos de caracterización es hacer que los electrones interactúen con sustancias que deben detectarse, excitar electrones secundarios o realizar transiciones y retrocesos a nivel atómico y liberar energía característica. Comprender las interacciones entre los electrones y la materia ayuda a comprender fundamentalmente una variedad deinstrumentos de caracterizacióny comprender sus escenarios de aplicación.

Cuando un haz de electrones incide sobre una sustancia, pueden ocurrir los siguientes procesos:

1. La interacción con el electrón externo produce la transición del electrón al estado fundamental y el electrón emitirá luz visible o ultravioleta cuando regrese.

2. La interacción con los electrones de la banda de valencia o de la banda de conducción hace que los electrones externos se ionicen y produzcan electrones secundarios. La energía del electrón secundario es baja, generalmente inferior a 50 eV. Sólo interviene en el rango superficial de 5-10 nm, independientemente del tipo de elemento.

3. Los electrones incidentes interactúan con los átomos, la energía se reduce y la energía perdida se libera en forma de energía continua.Rayos X, después de lo cual los propios electrones escapan, lo que se denomina electrones retrodispersados. La electricidad retrodispersada está relacionada con el número atómico, cuanto mayor es el número atómico, más electrones retrodispersados, y el número está determinado por el tipo de elemento, que es el principio del espectro de pérdida de energía de los electrones.

4. Transmisión de electrones: a través del material, el voltaje es proporcional al número atómico y el espesor es inversamente proporcional, la profundidad de penetración no es demasiado grande, por lo que se puede utilizar para medir la muestra de aproximadamente 1 micrón.

5. El electrón incidente también puede ingresar a la capa interna del átomo, expulsando el electrón interno a un electrón secundario, de modo que hay una vacante en la capa interna, y el electrón externo llenará la vacante y la energía extra escapará. enRayos Xo jugar con el electrón externo, que se llama electrón Auger.