非彈性電子散射

　　具有一定能量的電子與物體發生非彈性碰撞的過程。被散射電子的波長改變（見電子衍射），損失的能量導致物體內部的某些激發效應，其表現形式可以是次級電子、俄歇電子、標識和連續 X射線、熱輻射、紫外和可見光區域的光子等，也可以是等離子體激元的激發。

　　電子與物體相互作用時，把能量轉移給物體中的某個電子，稱單電子激發。此時，如物體的傳導電子獲得能量而逸出體外，即產生次級電子，其能量一般小於50電子伏。如原子的內層電子獲得能量而離開原子子，外層電子填補內層軌道的空位時，將以標識X射線的形式釋放其能量；或使一個外層電子逸出體外，即發射一個俄歇電子。對於某些絕緣體和半導體材料，入射電子的能量損失可以使價電子帶的電子升入導帶，形成一個電子-空穴對。當電子和空穴復合時，以光子的形式釋放其能量，稱陰極射線發光效應，其能量的大小等於物體導帶與價電子帶間的能隙。

　　電子與物體間的相互作用也可同時影響許多電子，激發起整個導電電子氣的集體振蕩，這些振蕩稱等離子體激元。

　　電子在原子的庫侖場中運動，經受非彈性碰撞所損失的能量可以轉換成連續X射線，稱軔致輻射，所發射X射線的能量范圍從零到等於入射電子的能量。電子所損失的能量也可以激發物體點陣的振動，轉變為熱輻射。此外，電子在物體內經受一次或多次非彈性碰撞後，本身可以逸出體外，這種電子稱背散射電子。

　　非彈性電子散射過程所產生的各種輻射可作為成分或結構分析的信號。次級電子和背散射電子是掃描電子顯微鏡中成像的主要信號，它們可以提供試樣表面形貌和元素分佈信息。標識X射線是X射線波譜儀和能譜儀賴以進行成分分析的信號，俄歇電子用於10埃以內表面層的成分分析。陰極發光光譜可提供帶間能隙的信息，連續X射線譜攜帶瞭試樣中平均原子序的信息，有助於對由輕元素構成的試樣進行定量分析的校正，等離子體激元提供瞭試樣中價電子濃度的信息。

　　當電子穿透薄膜試樣時，非彈性散射所導致的電子能量損失譜也有助於進行試樣的成分和結構分析，它和非彈性散射過程所發射的輻射是互補的。低能區（低於50電子伏）的能量損失源自等離子體激元的激發，高能區（高於50電子伏）源自原子內層電子的電離。高能區的電子能量損失譜稱電離損失譜，可用於元素分析，與X射線波譜和能譜相比，電離損失譜更宜於作輕元素分析。電離損失譜有時有幾十至幾百電子伏的起伏，稱擴展電離損失譜精細結構譜，它和擴展X射線吸收精細結構譜相類似，能提供近鄰原子間距和配位數的信息，有助於研究非晶態薄膜的結構。電子能量損失譜分析技術和應用尚在發展中。