X线能谱仪的优缺点
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:
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11Na~92U,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4Be~92U.
X 射线收集立体角大. 由于能谱仪中Si(Li)探头可以放在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.
. 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:
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.
.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.