科研方向

电子与固体的非弹性相互作用以及二次电子的产生机理的研究。 在材料的分析中，电子信号是非常的，如SEM，XPS，AES等分析手段。电子在材料中的弹性散射可以很好的利用Mott截面来描述，与之相对的，电子与固体的非弹性相互作用非常复杂，难于通过公式描述。电子与固体的非弹性相互作用涉及到能量损失及动量转移，而其散射截面正比于能量损失函数(energy loss function, ELF)。考虑到当动量转移趋近于零时，能量损失函数趋近于光学能量损失函数，可以通过丰富的光学实验数据来外推得到电子在固体中的非弹性散射截面。利用D.R. Penn在1987年提出的思想，我们计算了大量材料的非弹性散射截面。通过比较计算得到的及实验中测得的非弹性散射平均自由程(inelastic mean free path, IMFP)，可以看出目前的方法可以有效的得到能量区间为1-10000 eV中的电子的非弹性散射截面，这较之前的理论计算有了极大突破。 另外，而在SEM中，重要的电子信号为50 eV以下，通常被称为二次电子(SE)，其产额和能谱是实验中所关注的。实验中所获得的二次电子实际上在固体中经历了大量的弹性及非弹性散射，另外，入射电子与固体非弹性散射时能量损失所激发的二次电子在固体中仍有机会进一步级联产生新的二次电子。这些情况使得通过解析的分析二次电子产额和能谱非常困难，甚至于二次电子的激发也是到目前为止也未明确其机理。为止我们提出了一套二次电子产生的机理。为了验证其正确与否，我们采取Monte Carlo方法来模拟电子在固体中的输运，将二次电子的产生的模型加入其中。计算得到的二次电子产额及分布都极大的支持了我们的模型。