二次电子

二次电子（Secondary electrons），又称次级电子，是指物体表面在被具有足够能量的主要辐射（如离子、电子或光子）照射后发射出的低能量电子。这些电子通常在样品表面的5~10nm深度范围内产生，并且对样品的表面形貌十分敏感，因此能非常有效地显示样品的表面形貌。二次电子的能量较低，一般不超过50eV，大多数只带有几个电子伏的能量。它们属于二次发射的一种。

二次电子是一种真空中的自由电子。当高能量的入射电子射入样品时，可以产生许多自由电子，其中90%来自样品原子外层的价电子。由于原子核和外层价电子的结合能较小，这些外层电子较容易与原子脱离，导致原子电离。电子在固体中的非弹性平均自由径（inelastic mean free path）通常具有普遍性，对金属而言，这个距离通常在几纳米内；对绝缘体而言，则在十几纳米内。对于低能量的电子（< 5eV），则有更长的平均自由径。

二次电子的能量较低，一般不超过50eV。大多数二次电子只带有几个电子伏的能量。这种低能量特性使得它们在样品表面的非弹性平均自由径较短，从而在表面形貌的分析中发挥作用。

电子在固体里的非弹性平均自由径（inelastic mean free path） 通常是具有普遍性，也就是说无关于什么材料。这个距离对金属来说，通常是在几个纳米；对绝缘体来说，在几十个纳米，一般来说距离越小测量精度越高。而对低能量的电子 （< 5 eV） 来说，则有更长的平均自由径。

二次电子一般都是在表层5~10nm深度范围内发射出来的，它对样品的表面形貌十分敏感，因此，能非常有效的显示样品的表面形貌。

但二次电子的产额和原子序数之间没有明显的依赖关系，所以不能用它来进行成分分析。

二次电子的原理被应用在电子倍增管、光电倍增管、微通道板、法拉第杯与戴利侦测器等侦测元件，也用在扫描电子显微镜。

二次电子崩：当初始电子崩发展到阳极时，初始电子崩中的电子迅速跑到阳极上中和电量。留下来的正离子作为正空间电荷使后面的电场受到畸变和加强，同时向周围放射出大量光子。这些光子在附近的气体中导致光游离，在空间产生二次电子。它们在正空间电荷所畸变和加强了的电场的作用下，又形成新的电子崩，称二次电子崩。

二次电子像主要是反映样品表面10nm左右的形貌特征，像的衬度是形貌衬度，衬度的形成主要取于样品表面相对于入射电子束的倾角。

如果样品表面光滑平整（无形貌特征），则不形成衬度；而对于表面有一定形貌的样品，其形貌可看成由许多不同倾斜程度的面构成的凸尖、台阶、凹坑等细节组成，这些细节的不同部位发射的二次电子数不同，从而产生衬度。

二次电子像分辨率高、无明显阴影效应、场深大、立体感强，是扫描电镜的主要成像方式（特别适用于粗糙样品表面的形貌观察），在材料及生命科学等领域有着广泛的应用。