[科普中国]-可用电子

可用电子，电子电离源中常规的电子能量为7UeV，高于此能量的电子称为可用电子。

可用电子衍射可用电子衍射（LEED）是将能量为5～500eV范围的单色电子入射于样品表面,通过电子与晶体相互作用,一部分电子以相干散射的形式反射到真空中，所形成的衍射束进入可移动的接收器进行强度测量，或者再被加速至荧光屏，给出可观察的衍射图像。其中，第一栅接地，使衍射电子自由飞过样品和栅之间的空间；第二栅加几十伏负电压，可滤去非弹性散射电子。荧光屏施加千伏高压，使电子有足够的能量激发荧光物质。由于物质对电子的散射比对 X射线的散射强很多，使可用电子具有很高的表面灵敏度。1

衍射强度分析是利用LEED确定表面单胞内原子位置的核心问题。由于慢电子的动能与晶体中散射势相近,通常处理高能电子衍射的运动学理论或修正的运动学理论不能用于可用电子衍射。理论计算与实验数据的比较表明，分析可用电子在晶体中的行为，必须考虑晶体中原子、电子及声子与它的相互作用，以及可用电子在晶体中所受的多重散射。将所有这些相互作用表示成为一个有效势V(r)，可用电子的哈密顿量即写为H=Ho+V(r)，

Ho为入射电子动能。这就将多体问题归结为求解单电子薛定谔方程：Hψ=Eψ。

待求的衍射强度等于本征波函数的模的二次方|ψ|。现代可用电子衍射理论分析很多就是从多重散射格林函数方法出发，对具体散射过程作各种模型假设，发展了若干行之有效的方法，如KKR法、贝基T－矩阵法、重正化向前散射法、双层法、链方法及其他微扰法。低能衍射技术已推广到研究表面缺陷、二维相变，其理论分析方法也为其他的表面分析技术所借鉴。2

可用电子衍射仪常与多种表面分析仪联用，综合地分析各种金属、半导体的清洁表面与吸附表面的元素组成和表面原子结构。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所