EDS原理及应用

EDS是能快速地分析各种试样的微区内Be-U的所有元素的一种设备。EDS可以与EPMA，SEM，TEM等组合，其中SEM－EDS组合是应用最广的显微分析仪器。光子能量检测过程X射线光子进入锂漂移硅Si(Li)探测器后，在晶体内产生电子一空穴对。在低温下，产生一个电子－空穴对平均消耗能量为3.8ev。能量为E的X射线光子产生的电子－空穴对为N＝E/3.8。例如：MnKa能量E为5.895KeV，形成的电子－空穴对为1550个。Cak:3.7KeV，约产生1,000电子－空穴对。电子-空穴对形成电压脉冲信号，探测器输出的电压脉冲高度对应X射线的能量。X射线的能量为E＝hγh为普朗克常数，γ为光子振动频率。不同元素发出的特征X射线具有不同频率，即具有不同能量，只要检测不同光子的能量（频率γ）,即可确定元素－定性分析.可分为定点，线扫描，面扫描分析特征X射线的产生：物质原子内层的某些电子被轰击，或跃迁到外部壳层，或使该原子电离，而在内层留下空位。然后，处在较外层的电子便跃入内层以填补这个空位。跃迁中多余的能量以特定波长的X射线光量子的形式放出。1.有标样定量分析：在相同条件下，同时测量标样和试样中各元素的X射线强度，通过强度比，再经过修正后可求出各元素的百分含量。有标样分析准确度高。2.无标样定量分析：标样X射线强度是通过理论计算或者数据库进行定量计算能快速、同时对各种试样的微区内Be-U的所有元素，元素定性、定量分析，几分钟即可完成。对试样与探测器的几何位置要求低，可以在低倍率下获得X射线扫描、面分布结果。能谱所需探针电流小：对电子束照射后易损伤的试样，例如生物试样、快离子导体试样、玻璃等损伤小。检测限一般为0.1%－0.5%，中等原子序数的无重叠峰主元素的定量相误差约为2%EDS定量分析的相对误差(含量＞20%wt）的元素，允许的相对误差5%(3%wt含量20%wt的元素，允许的相对误差10%(1%wt含量3%wt的元素，允许的相对误差30%(0.5%wt含量1%wt的元素，允许的相对误差50%能量分辨率低（130eV）工作条件要求严格。Si(Li)探头必须始终保持在液氦冷却的低温状态，即使是在不工作时也不能中断，否则晶体内Li的浓度分布状态就会因扩散而变化，导致探头功能下降甚至完全被破坏。