極紫外輻射

極紫外輻射（EUV）或高能紫外輻射是波長在124nm到10nm之間的電磁輻射，對應光子能量為10eV到124eV。自然界中，日冕會產生EUV。人工EUV可由等離子源和同步輻射源得到。主要用途包括光電子譜，對日EUV成像望遠鏡，光微影技術。 EUV是最易被空氣吸收的譜段，因此其傳輸環境需高度真空。

基本介紹

• 中文名：極紫外輻射
• 外文名：Extreme ultraviolet

EUV的產生

中性原子或固體無法發射EUV。產生EUV，首先要發生電離。只有被帶多個正電荷的離子束縛的電子才能夠發射EUV。例如，把+3碳離子繼續剝除一個電子的過程需要65eV，其中的電子比普通價電子更受束縛。而帶多電荷的正離子存在於熱電漿，或者，利用高次諧波強雷射場可以臨時產生自由電子和離子。強場中，電子在驅返回母核的時候被加速，結合將發射能量更高的光子，這個光子可能在EUV範圍內。如果釋放的光子能量足夠大，它將接著電離用來產生高次諧波的媒質，使得產生高次諧波的媒質源被耗盡。另一方面，EUV的電場強度不夠高，無法驅動電子，電子將逃逸。電子無法返回母核意味著無法產生更高次的諧波。而要進一步剝離電離後母核中的電子需要更大能量的光子。因此，產生EUV的過程與吸收電離的過程彼此競爭。 另外，在同步加速器中，沿軌道高速運動的電子也會輻射EUV。

物質中EUV的吸收

當EUV光子被吸收的時候，電離過程中產生光電子和二次電子，這與物質吸收X射線或電子束的過程類似。

物質對EUV的回響可以通過下面方程進行描述：

• 吸收：EUV光子能量=92eV=電子束縛能+光電子初始動能
  
• 在光電子的3倍平均自由程以內（1-2nm）：光電子動能的減少=電離勢+二次電子動能
  
• 在二次電子的3倍自由程以內（～30nm）：
  

1. 二次電子動能的減少=電離勢+三次電子動能
   
2. N次電子將因電離與熱運動減緩（聲子產生）
   
3. 最終產生的高次電子動能～0eV => 將電子剝離能量+熱
   

有機物的電離勢一般為7-9eV，金屬的電離勢為4-5eV。光電子接下來通過碰撞電離導致二次電子發射。有時，俄歇躍遷也會發生，吸收一個單個光子將發射兩個電子。

嚴格地說，光電子，俄歇電子和二次電子都產生都伴隨著正離子的產生，這些正離子被稱為正電空穴（離子可以通過從附近的原子/分子中拉入其他電子而形成電中性）。自由電子與伴隨的空穴整體是電中性的，電子-空穴對被稱作激子。對於高能電子，電子-空穴間距較大，束縛能相應就較低。對於低能電子，電子-空穴間距小，激子本身會擴散到較遠距離（>10nm）。激子本身是一個激發態，當電子與空穴結合後，激子就會消失，這時才會形成穩定的化學產物。

因為光子吸收深度超過電子逃逸深度，發射的電子速度最終減緩，能量以熱的形式耗散。EUV波長的的輻射較長波長輻射更易被吸收，因為它所對應的光子能量超過所有物質的能隙。因此它們的熱效率顯著較高，它的介電物質的熱燒蝕閾值也因此變低。