光电发射电子显微镜记录的是样品吸收电离辐射而发射的电子.电子被样品
与物透镜(也称阴极透镜)的外电极之间的强电场加速,物镜产生的放大图像再被
一系列磁或静电电子透镜放大上百或上千倍,最后用二维电子探测器记录电子的发
射.
当X射线被物质吸收的时候,电子从芯能级被激发到未占据的电子态,留下空
的芯能级态.芯空穴的衰退过程导致二次电子的产生.电子的俄歇和非弹性散射过
程产生低能电子流,其中有些电子穿越样品表面逃逸到真空,被PEEM的电子
光学系统收集.由于辐射能量以及样品功函数的不同,一个宽的电子谱随之产生.这种
宽的电子分布是PEEAI图像失真的主要来源,这是因为电子透镜不是单色的而是
多色的(chromatic).尽管X射线的穿透能力比较强,由于发射的电子来源于非常
浅的表面,PEEM是表面敏感的技术.通常大部分信号产生于表层2-5nm.
光电发射电子显微镜是通过表面形貌、元素、化学成分以及磁性等因素的变化
产生的衬度而成像的,衬度的起源分述如下.