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:非弹性电子散射

具有一定能量的电子与物体之间的非弹性碰撞。散射电子的波长发生变化(参见电子衍射)，损失的能量导致物体内部以次级电子、俄格电子、特征和连续x射线、热辐射、紫外和可见光区的光子以及等离子激元的激发形式产生一定的激发效应。

当一个电子与一个物体相互作用时，它将能量传递给物体中的一个电子，这被称为单电子激发。此时，如果物体的传导电子获得能量而逃离物体，即产生二次电子，其能量一般小于50电子伏特。如果原子内部的电子获得能量并离开原子，那么外层的电子就会以x射线的形式释放它们的能量，当它们填补内部轨道的空隙时。或者让外层的电子逸出，也就是放出一个俄歇电子。对于某些绝缘体和半导体材料，入射电子的能量损失会导致价带的电子上升到导带，形成电子-空穴对。当电子和空穴结合时，它们的能量以光子的形式释放出来，这被称为阴极射线发光效应。能量的大小等于物体的导带和价电子带之间的能隙。

电子和物体之间的相互作用也可以同时影响许多电子，在整个导电电子气体中引发被称为等离子体激元的集体振荡。

当电子在原子的库仑场中运动时，非弹性碰撞损失的能量可以转化为连续的x射线，称为轫致辐射，其能量范围从零到等于入射电子的能量。电子损失的能量也会激发物体晶格的振动，从而转化为热辐射。此外，在物体发生一次或多次非弹性碰撞后，电子本身可以从物体中逸出。这种电子称为背散射电子。

非弹性电子散射过程产生的各种辐射可以作为成分或结构分析的信号。二次电子和背散射电子是扫描电镜的主要成像信号，可以提供样品的表面形貌和元素分布信息。识别x射线是x射线光谱仪和能谱仪进行成分分析所依赖的信号，而俄歇电子则用于高达10埃的表层成分分析。阴极发光光谱可以提供带隙的信息，连续x射线光谱可以提供样品中平均原子序的信息，有助于对由轻元素组成的样品进行定量分析的校正，等离子体可以提供样品中价电子浓度的信息。

当电子穿透薄膜样品时，非弹性散射产生的电子能量损失谱也有助于分析样品的组成和结构，并且与非弹性散射过程发出的辐射是互补的。低能区(低于50电子伏特)的能量损失是由于等离子体激元的激发，高能区(高于50电子伏特)的能量损失是由于原子内层电子的电离。高能区的电子能量损失谱称为电离损失谱，可用于元素分析。与x射线谱和能谱相比，电离损失谱更适合用于轻元素分析。电离损失谱有时在几十到几百电子伏特之间波动。它被称为扩展电离损失谱精细结构谱。与扩展的x射线吸收精细结构谱类似，它可以提供邻近原子的间距和配位数信息，有助于研究非晶薄膜的结构。电子能量损失光谱法的技术和应用仍在不断发展。