扫描电子显微镜(sem)使用电子束从纳米尺度的样品中获取数据。识别的主要信号是背向散射(BSE)和次级电子(SE)。这些信号在极端放大率下生成样品的灰度图像。然而,还有许多其他的信号可以由电子-物质相互作用产生,这些信号可以提供关于样品的进一步信息。
《异彩世界》就是一个例子能量色散x射线(EDX或EDS)分析在本文中的SEM上工作。
Electron-Matter交互
电子束-物质相互作用产生了各种带有样品不同细节的信号(图1)。
例如:
- 阴极发光能提供有关材料的电子结构和化学组成的信息。欧洲杯足球竞彩
- 背散射电子创建带有对比的图像,携带原子序数差异的信息。
- 二次电子给地形信息。
- 传输电子能够表征样品的内部结构和结晶学。另一种常用的信号是x射线.
图1所示。电子与物质相互作用的图示,显示出不同的产物。
SEM中的EDX分析:原理说明
每个原子都拥有一个独特数量的电子,这些电子在正常情况下驻留在特定的位置,如图2所示。这些位置属于特定的壳层,它们有不同的、分开的能量。
在扫描电子显微镜中产生x射线有两个步骤:
- 首先,电子束撞击样品并将其部分能量传递给样品的原子。这种能量可以被原子的电子利用,以更高的能量“跳跃”到一个能量壳层,或者从原子中被敲掉。如果发生这种跃迁,电子会留下一个空穴。
- 其次,空穴具有正电荷,从而吸引高能量层的负电荷电子。当来自高能量层的电子占据低能层的空穴时,这种跃迁的能量差可以以an的形式释放出来x射线.
原子序数是每个元素的唯一属性,取决于原子序数x射线能量来自于这两个壳层之间的能量差。用这种方法,x射线是“指纹”,并可用于确定样品中存在的元素类型。
图2。x射线的产生过程:1)转移到原子电子的能量把它敲掉,留下一个空穴,2)它的位置被来自更高能量层的另一个电子填满,特征x射线被释放。
EDX材料分析:x射线探测工作原理
与SE, BSE和TE不同,x射线是电磁辐射就像光一样,由光子组成。最新的系统利用所谓的硅漂移探测器(SDDs)来识别它们。
由于具有更高的分辨率、更好的计数率和更快速的分析能力,SDDs优于标准的Si(Li)探测器.这些探测器被放置在一个角度下,非常接近样本,可以计算出属于x射线的入射光子的能量。
样品与检测器之间的实心角越大,则样品与检测器之间的实心角越高x射线的发现前景,以及获得最佳结果的概率。
图3。典型的EDX光谱:y轴表示x射线的计数数,x轴表示x射线的能量。峰的位置有助于元素的识别,峰的高度有助于对样品中每个元素的浓度进行定量。
EDX分析生成的数据由光谱与样品中存在的不同组分相对应的峰。图3是一个例子。每个元素都有广泛的文档独特能量的特征峰.
EDX可以用于定性(元素的类型)以及定量(样品中单个元素浓度的百分比)分析。大多数sem都有专门用于自动识别峰和计算每个元素的原子百分比的软件。EDX技术是一种非破坏性的表征技术,它需要很少或不需要样品制备,这是它的优势的另一个原因。
选择一个最适合你的研究过程的SEM
EDX分析现已成为标准做法。它的实用性保证了它现在是SEM的关键部分。一个简单的实验可以让您知道您的示例包含什么。SEM可以帮助您优化您的研究过程,执行更好的分析和节省时间。为你的研究选择正确的显微镜可以帮助你更有效地工作。
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