Electronii incident suferă o împrăștiere elastică și inelastică. Electronii care ies dintr-o suprafață materială trebuie să lase sarcini pozitive în urmă. În condiții de imagistică la starea de echilibru EM, pot avea loc efecte de încărcare a substratului (în SEM) sau a filmului (în TEM). Aceste efecte rezultă în mare parte dintr-o competiție dinamică între emisia de SE (electron secundar) și captarea unor PE (electroni primari) sau SE generate. Emisia SE contribuie la o încărcare pozitivă, în timp ce captarea PE/SE contribuie la o încărcare negativă.

eșantionului

Pentru observațiile EM, se poate stabili un echilibru electric în stare stabilă:

Unde,
I0 - Curentul fasciculului incident
Vs - Potențialul de suprafață dezvoltat în fascicul [1]
Rs - Rezistența electrică efectivă între regiunile iradiate și înconjurătoare ale specimenului [1]
Este - curentul de electroni transmis (pentru eșantioanele TEM și STEM, este diferit de zero; pentru eșantioanele în vrac SEM, este zero)
О · †„Coeficientul de retrodifuzare
Og (Vs) - Randamentul efectiv al electronilor secundari atunci când potențialul de suprafață este Vs

Termenii din partea stângă a ecuației 4465В reprezintă curentul care intră în volumul iradiat din fasciculul incident (primul termen) și curentul de scurgere din regiunile înconjurătoare (al doilea termen). Termenii din partea dreaptă reprezintă pierderea electronilor prin transmisie (primul termen), prin retrodifuzare (al doilea termen) și prin emisie secundară (al treilea termen). Termenul de transmisie este zero pentru exemplarele SEM în vrac, în timp ce este diferit de zero pentru exemplarele cu film subțire TEM, STEM și SEM. La tensiuni ridicate de electroni incidenți (E0), diferența de О ”I (I0-It) este foarte mică, ceea ce înseamnă că absorbția electronilor este neglijabilă.

Într-o condiție specifică de imagistică SEM, populația stării de echilibru a sarcinilor este mult mai mică decât cea estimată de modelul de generare a perechilor de găuri electronice, datorită evadării, difuziei purtătorului, recombinării și captării SE (electroni secundari). Așa cum se arată în Figura 4465, tensiunea incidentă mai mare are ca rezultat o cantitate mai mare a sarcinii implantate О ”Q în comparație cu cazul tensiunii cu incident scăzut. Cu toate acestea, densitatea sarcinii la tensiunea incidentă scăzută este mai mare decât la tensiunea incidentă ridicată.

În măsurarea EM, în special în măsurarea SEM a unui material în vrac, atunci când un fascicul de electroni lovește un dielectric, electronii săi absorbiți se acumulează pe suprafața sa din cauza lipsei unei sarcini pozitive care curge de la sol. Cu toate acestea, procesul real de încărcare a unei structuri izolate electric este foarte complicat și este determinat de mulți factori:
i) Electronii incidenți interacționează cu specimenul în maniera multor procese complexe și dinamice, inclusiv împrăștierea, difuzia, mobilitatea, prinderea, combinarea, etc;
ii) Procesul de încărcare este dependent de timp;
iii) Starea de iradiere și proprietatea internă a specimenului pot afecta procesul de încărcare;
iv) Structura adiacentă poate afecta procesul de încărcare a unei locații.

Rezoluția microscoapelor electronice (EM) este parțial limitată de:
i) Stabilitatea electrică a sistemelor EM, de ex. stabilitatea tensiunii ridicate și a curenților lentilei;
ii) Tulburări externe de ex. vibrații mecanice, contaminare, încărcare, fluctuație a câmpurilor magnetice rătăcite și proprietățile magnetice neuniforme ale materialului de piese utilizate.

Efectul de încărcare a eșantioanelor TEM poate fi redus prin scăderea intensității fasciculului de electroni. Pentru SEM, efectul de încărcare este de obicei redus prin acoperirea specimenului. Cu toate acestea, trebuie să fim conștienți de faptul că învelișul specimenului poate induce raze X false dacă efectuează măsurători EDS.

Efectul grosimii probei la încărcarea probei:

Pe baza dependenței volumului de interacțiune și a adâncimii maxime de evacuare de energia fasciculului PE (electron primar), există trei cazuri diferite în ceea ce privește emisiile de SE: i) RL в в ¤ 5О », ii) RM> 5О» și iii) RH> > 5О »așa cum se arată în Figura 4465 (R este volumul maxim de interacțiune și О» este adâncimea maximă de evacuare). Pentru cazul lui R в ‰ ¤ 5О », cele două zone de încărcare pozitive și negative sunt foarte apropiate. Pentru cazurile de R> 5О »și R >> 5О», există două regiuni distincte în interiorul volumului de interacțiune: un strat subțire aproape de suprafață cu grosime T

5О »în sarcină pozitivă Q + și un volum încărcat negativ (Q -) cu o grosime de aproximativ (Р  T). Drept urmare, sarcina implantată este О ”Q = Q + + Q - și se stabilește câmpul electric încorporat (Ebi) guvernat de О” Q.