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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,HPU-LQ,*,第十五章 電子探針顯微分析,電子探針的原理,電子探針儀的結(jié)構(gòu),波譜儀,(WDS),能譜儀,(EDS),電子探針儀分析方法,11/20/2024,1,HPU-LQ,電子探針的原理,用細(xì),聚焦電子束入射樣品表面，激發(fā)出樣品中各元素的特征（標(biāo)識(shí)）,X,射線：,定性分析分析特征,X,射線的波長（或特征能量），得到元素的種類；,定量分析分析特征,X,射線的強(qiáng)度，得到樣品中相應(yīng)元素的含量,11/20/2024,2,HPU-LQ,電子探針儀的結(jié)構(gòu),電子探針儀主要由電子光學(xué)系統(tǒng)、,X,射線譜儀、樣品室、掃

2、描顯示系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)與自動(dòng)控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)及一些必要的附件組成。,結(jié)構(gòu)示意圖。,電子探針儀常與掃描電鏡組合在一起。,電子探針的信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)是,X,射線譜儀：,波長分散譜儀（,WDS,），,簡稱波譜儀，用來測(cè)定特征,X,射線波長；,11/20/2024,3,HPU-LQ,能量分散譜儀（,EDS,），,簡稱能譜儀，用來測(cè)定,X,射線特征能量。,11/20/2024,4,HPU-LQ,波譜儀（,WDS,）,組成：波譜儀主要由分光晶體和,X,射線檢測(cè)系統(tǒng)組成。,原理：根據(jù)布拉格定律，從試樣中發(fā)出的特征,X,射線，經(jīng)過一定晶面間距的晶體分光，波長不同的特征,X,射線將有不同的衍射角。通過連續(xù)地改變,，就

3、可以在與,X,射線入射方向呈,2,的位置,上測(cè)到不同波長的特征,X,射線信號(hào)。根據(jù)莫塞萊定律 可確定被測(cè)物質(zhì)所含有的元素。,為了提高接收,X,射線強(qiáng)度，分光晶體通常使用彎曲晶體。,11/20/2024,5,HPU-LQ,彎曲分光晶體有兩種聚焦方式：,約翰型聚焦法：晶體曲率半徑是聚焦圓半徑的兩倍；,約翰遜型聚焦法：晶體曲率半徑和聚焦圓半徑相等,11/20/2024,6,HPU-LQ,波譜譜線圖,11/20/2024,7,HPU-LQ,能譜,儀（,EDS,）,能譜儀的,關(guān)鍵部件是鋰漂移硅半導(dǎo)體探測(cè)器，習(xí)慣上記作,Si(Li,),探測(cè)器。,工作原理：,X,射線光子進(jìn)入,Si,晶體內(nèi)，將產(chǎn)生電子空穴對(duì)

4、，在,100K,左右溫度時(shí)，每產(chǎn)生一個(gè)電子空穴對(duì)消耗的平均能量為,3.8eV,。,能量為,E,的,X,射線光子所激發(fā)的電子空穴對(duì)數(shù),N,為,N,E,入射,X,射線光子能量不同，所激發(fā)的電子空穴對(duì)數(shù),N,也不同，探測(cè)器輸出電壓脈沖高度由,N,決定。,11/20/2024,8,HPU-LQ,鋰漂移硅能譜儀方框圖,11/20/2024,9,HPU-LQ,能譜和,波譜譜線比較,11/20/2024,10,HPU-LQ,波譜儀（,WDS,）,與能譜儀（,EDS,）,比較,比較項(xiàng)目,WDS,EDS,元素分析范圍,元素分析方法,能量辨率,/,eV,靈敏度,檢測(cè)效率,定量分析精度,儀器特殊性,4,Be,92,U,分光晶體逐個(gè)元素分析,高（,3,5,10,）,低,低，隨波長而變化,好,多個(gè)分光晶體,11,Na,92,U,4,Be,92,U,半導(dǎo)體檢測(cè)器元素同時(shí)檢測(cè),低（,160,135,）,高,高，一定條件下是常數(shù),差,探頭液氮冷卻,11/20/2024,11,HPU-LQ,電子探針儀分析方法,定性分析,點(diǎn)分析,線分析,面分析,定量分析,11/20/2024,12,HPU-LQ,