電子軌跡¶
軌跡模擬器(蒙地卡羅法) 以蒙地卡羅法計算試樣內部的電子軌跡:入射電子會發生彈性與非彈性散射,並累積由此產生的背向散射電子(BSE)分布——方向、逃逸時的能量、穿透深度與側向擴展。這些分布也提供 12. EBSD 模擬所使用的角度/能量/深度加權。
視窗分為三欄:左側為 3-D 軌跡檢視,中間為 統計 與 BSE 方向分佈 極網,右側為三個 直方圖。試樣的組成與密度取自主視窗中所選的晶體;此處只需設定電子束能量、試樣傾角與軌跡數量。
鍵盤與滑鼠快速鍵¶
軌跡顯示於 3-D OpenGL 檢視中。它使用 ReciPro 標準的檢視導覽,但平移已停用 — 請使用檢視預設按鈕跳至標準方位。
| 快速鍵 | 動作 |
|---|---|
| F1 | 開啟線上手冊的本頁 |
| 左鍵拖曳 | 旋轉模型 |
| 右鍵向上/向下拖曳,或滑鼠滾輪 | 縮放 |
| CTRL + 右鍵雙擊 | 切換正交/透視投影 |
→ 請參閱 21. 鍵盤與滑鼠快速鍵,一覽所有視窗。
計算條件¶
視窗上方的控制項用來設定計算:
- 模擬軌跡 :開始蒙地卡羅計算。下方的狀態列會分別顯示軌跡計算、圖表繪製與 3-D 繪製所花費的時間。
- Number of trajectories :要追蹤的入射電子數量。電子數越多,下列各分布的統計雜訊越低,但執行時間會隨之線性增加。
- 試樣傾角 (°) :試樣表面繞 X 軸的傾斜角。垂直入射時保持為 0;若要重現 EBSD 模擬器的幾何配置,請設為 −70°,大傾角可提高背向散射產率。
- Energy (keV) / Wavelength / Unit :入射電子束的加速電壓,以及與之連動、經相對論修正的電子波長。此能量即彈性(NIST Mott)與非彈性(阻止本領/IMFP)兩種模型所使用的動能。
散射模型本身無法由使用者選擇:彈性散射截面取自內建的 NIST Mott 表(超出其適用範圍時退回屏蔽 Rutherford 模型),阻止本領則採用修正的 Jablonski (2008) 形式。實際使用的模型會標示在 統計 中各數值的旁邊。這些模型的內容請參閱衰減與傳輸。
3-D 軌跡檢視¶
紅色軌跡為在試樣內被吸收的電子,橙色軌跡為以背向散射電子形式逃逸的電子。同心輔助圓以 nm(或 µm)標示,+X、+Y、+Z (=beam) 標示座標軸。
- 從Z軸(=射束方向) / 從X軸(旋轉軸) / 從表面法線 :將檢視切換至標準方向。
- 欲繪製的軌跡數量 :要繪製多少條已計算的軌跡(若將 100,000 條全部繪出,既難以辨識又緩慢)。
- 繪製座標軸 / 繪製輔助圓 :座標軸箭頭與距離刻度。
- 繪製被試樣吸收的軌跡 :一併繪製始終未逃逸的電子。
- 繪製逃逸後的路徑 :背向散射電子離開表面後,繼續繪製其路徑。
統計¶
目前電子束能量下的數值,括號內標示產生各數值的模型。
- 散射截面 (σ_E) (nm²) — 每個原子的總彈性散射截面。
- 彈性平均自由程 (λ) (nm) — 彈性散射事件之間的平均距離。
- 阻止本領 (dE/ds) (eV/nm,負值) — 每單位路徑長度損失的能量。
- 背向散射電子係數, η (%) — 入射電子中再次由入射面離開的比例。BSE 影像的對比即以此量為基礎。
- 平均BSE能量 (keV) — 背向散射電子在逃逸瞬間的平均能量。
BSE 方向分佈¶
背向散射電子的角度分布,繪製於以表面法線方向為中心的極網上。
- 頻率 / 平均能量 / 能量標準差 :以顏色表示的量——各方向逃逸的電子數量、其平均能量,或該能量的離散程度。
- 繪製 :疊加顯示 +X / ±Y / ±Z 方向。
- Min / Max、Resolution、Color :色階的上下限、直方圖的角度分組寬度,以及色彩對應。
直方圖¶
背向散射電子的三種分布,皆已正規化為單位面積。
逃逸時的BSE能量分佈¶
背向散射電子離開試樣時仍保有的能量(keV)的直方圖——而非其能量損失。EBSD 模擬器用此對 master pattern 的能量積分加權。
最大BSE平行表面距離¶
各背向散射電子在逃逸前側向(平行於表面,nm)移動距離的直方圖。它代表交互作用體積的側向尺寸,因此也是 BSE 或 EBSD 量測本質上的空間解析度極限。
最大BSE穿透深度¶
各背向散射電子在逃逸前於垂直表面方向所達到的最大深度(nm)的直方圖。EBSD 模擬器用此對 master pattern 的深度積分加權。
另請參閱¶
- EBSD 模擬
- EBSD 計算
- 衰減與傳輸 — 本頁所用的彈性散射截面、阻止本領與射程。
- 動力學繞射(布洛赫波)
- HRTEM/STEM 模擬器
- 繞射模擬器



