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1、一,能谱仪能谱仪全称为能量分散谱仪(EDS). 目前最常用的是Si(Li) X射线能谱仪 ,其关键部件是Si(Li) 检测器 ,即锂漂移硅固态检测器,它实际上是一个以Li 为施主杂质的n-i-p 型二极管 . Si(Li) 能谱仪的优点: (1)分析速度快能谱仪可以同时接受和检测所有不同能量的X 射线光子信号 ,故可在几分钟内分析和确定样品中含有的所有元素,带铍窗口的探测器可探测的元素范围为11Na92U,20世纪 80 年代推向市场的新型窗口材料可使能谱仪能够分析Be 以上的轻元素 ,探测元素的范围为 4Be92U. (2)灵敏度高X 射线收集立体角大.由于能谱仪中Si(Li) 探头可以放在
2、离发射源很近的地方(10 左右 ),无需经过晶体衍射,信号强度几乎没有损失,所以灵敏度高(可达 104cps/nA, 入射电子束单位强度所产生的X 射线计数率 ).此外 ,能谱仪可在低入射电子束流(10-11A) 条件下工作 ,这有利于提高分析的空间分辨率. (3)谱线重复性好.由于能谱仪没有运动部件,稳定性好 ,且没有聚焦要求,所以谱线峰值位置的重复性好且不存在失焦问题,适合于比较粗糙表面的分析工作. 能谱仪的缺点 : (1)能量分辨率低,峰背比低 .由于能谱仪的探头直接对着样品,所以由背散射电子或X 射线所激发产生的荧光X 射线信号也被同时检测到,从而使得Si(Li) 检测器检测到的特征谱
3、线在强度提高的同时 ,背底也相应提高,谱线的重叠现象严重.故仪器分辨不同能量特征X 射线的能力变差 .能谱仪的能量分辨率(130eV) 比波谱仪的能量分辨率(5eV) 低. (2)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 . 二,波谱仪波谱仪全称为波长分散谱仪(WDS). 在电子探针 中,X 射线是由样品表面以下m 数量级的作用体积中激发出来的,如果这个体积中的样品是由多种元素组成,则可激发出各个相应元素的特征X 射线 . 被激发的特征X 射线照射到连续转动
4、的分光晶体上实现分光(色散 ),即不同波长的X 射线将在各自满足布拉格方程的2 方向上被 (与分光晶体以2:1 的角速度同步转动的)检测器接收 . 波谱仪的特点 : 波谱仪的突出优点是波长分辨率很高.如它可将波长十分接近的VK (0.228434nm),CrK 1(0.228962nm)和 CrK 2(0.229351nm)3根谱线清晰地分开. 但由于结构的特点,谱仪要想有足够的色散率,聚焦圆的半径就要足够大,这时弯晶离X 射线光源的距离就会变大,它对 X 射线光源所张的立体角就会很小,因此对X 射线光源发射的X射线光量子的收集率也就会很低,致使 X 射线信号的利用率极低. 此外 ,由于经过晶体衍射后,强度损失很大,所以 ,波谱仪难以在低束流和低激发强度下使用,这是波谱仪的两个缺点.
