利用WDS光谱分辨率确定元素组成的优势

光谱师的关键任务正在发现并识别所获得的光谱中的元素峰。可以容易地定位和识别隔离的峰,但是,可以不容易地发现重叠的峰值和低幅度峰值。

EDS探测器具有特定的分辨率,定义为Mn-Ka x射线能量下光谱峰的半宽值,SEM微分析系统的典型值为130eV。

然而,在整个光谱能量范围内,能量分辨率不是恒定的,而是随着能量的平方根而变化,从C-K的约50eV到Cu-Ka的约160eV。

另一个挑战是分辨率只适用于检测系统中最慢的电子处理设置。当更快的电子处理设置用于更高的数据采集速率时,分辨率必然会降低。

在每一种x射线能量下,WDS都具有优越的光谱分辨率。这使得我们可以很容易地分辨出彼此间间隔很近的元素x射线。由于系统的电子设置没有变化,光谱分辨率不随采集条件而变化。

此外,本征光谱背景不受轫致辐射强度的影响,大大低于EDS,有助于发现非常小的振幅峰值。

电子显微分析的空间分辨率主要取决于入射电子束能量和样品密度,对元素x射线能量的影响较小。

结果

下面的例子比较了WDS和EDS的结果,以说明WDS在发现和鉴定一系列材料中的元素峰方面的优势。欧洲杯足球竞彩

钛酸钡

即使在高能束下,也不可能避免某些已发现元素的元素峰重叠。钛酸钡(BaTiO3.)是一个完美的例子。除了4.4kev的L线外,BA没有其他X射线线,可以很容易地用于发现。

这些线具有与Ti-K线非常相似的能量,并且在EDS光谱中呈现重叠。WDS有足够的光谱分辨率来分离线路并确认样本中的两个元素的存在。

钢合金具有广泛的过渡金属添加,以根据需要优化性能。此外,不同合金元素的组成水平可以从主要(> 10%)到次要(> 1%),甚至痕量(<1%)。为了识别样本,所有元素的正确发现和识别都是至关重要的。

预计使用高能束能,所有元素将产生高能x射线,使它们在EDS光谱中被隔离。锰是一种主要的、次要的或微量的合金添加物,其Ka x射线与Cr-Kb和Fe-Ka x射线严重重叠。通过单独使用WDS,分析人员可以高可信度地确定Mn的贡献。

硫醚化合物

朱砂(HgS)和方铅矿(PbS)是硫化物化合物,其元素峰与S-K x射线峰直接重叠。EDS只看到一个可能因对称而失真的宽峰,但WDS谱清楚地分离了每个元素的x射线对分析的单独贡献。

Indium-Antimony-Telluride

复杂的半导体化合物因其独特的电性能而被研究。它们通常有薄层和具有相似原子数的元素的固溶混合物,以获得最佳性能。

生产者需要进行识别、发现和量化,以与属性相关联,以优化应用。由于中到低束能量被用于空间分辨率分析,大多数元素x射线峰在EDS光谱中重叠,特别是对于具有许多不同能量的x射线线族。只有使用WDS才能确定样本中所有元素的独特贡献。

玻璃添加剂

一个常见的玻璃基是铝硅氧化物,然而,为了微调最终性能,其他添加是非常重要的。成分水平是微量或次要的,x射线峰可能很难在相对高的本底强度上发现,即使它们被分离出来。

当两个小振幅峰值重叠时,存在极端挑战,如在Zn-L和Na-K的情况下。EDS光谱仅显示背景上的单个低幅度峰值(P / B〜5),但WDS显示出低背景上的微量元素的2个透明峰(P / B〜10)。

半导体样品中的硅重叠

在半导体中,耐火材料存欧洲杯足球竞彩在着许多缺陷和结构。如果在高束流能量下进行分析,识别将是简单的,但空间分辨率的偏好限制了对低束流能量的分析。

在这些能量下仅产生M线X射线,并且这些与基板Si-k X射线相似的许多重叠,如TA-M和W-M。EDS光谱峰略宽并掩盖杂质的存在。通过单独使用WD,可以唯一地发现和识别元件。

锆 - 铌

高温合金具有许多提高性能的难熔元素。这些元素中的许多都是低浓度的,所以x射线峰值的贡献可能非常小。低束流能量分析需要使用包含许多峰的高阶x射线线,这些峰都可以与其他元素峰重叠,从而造成额外的困难。

Zr合金的EDS谱仅显示初生Zr- la峰的非对称性,其他元素x射线没有明显的贡献。相比之下,WDS光谱显示了在初级Zr-L x射线尾部掩蔽的微量Nb的明显贡献。

结论

改进算法是对EDS技术的补充,为进一步处理提供了发现和正确识别光谱中所有元素x射线峰所需的信心。

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