能量色散X射线谱

✍ dations ◷ 2025-06-30 10:00:25 #度量仪器,科学技术,光谱学,X射线

能量色散X射线谱(Energy-dispersive X-ray spectroscopy,英文缩写有EDS、EDX、EDXS或XEDS),有时也被称作能量色散X射线分析(energy dispersive X-ray analysis,EDXA)或能量色散X射线微量分析(energy dispersive X-ray microanalysis,EDXMA)是一种用于元素分析和化学表征的分析手段。该手段通过收集X射线机或其他X射线源产生的X射线和样品相互作用时发出的X射线进行分析。由于不同元素因原子结构不同而发射谱各异,所以可以通过分析X射线谱分辨样品所含的不同成分。

激发出样品的特征X射线一般需要能量很高的电子束、质子束或X射线。首先,入射的电子(或质子、光子)激发出基态原子的内层电子。内层电子在离开原子后会留下空穴。外层的、处于较高能级的电子在填充这些低能级空穴的时候,多余能量可能会以X射线形式放出。能量色散X射线谱仪收集测量的就是这些X射线的能量和强度。由于这些X射线的能量分布可以反映特定元素的原子特征,能量色散X射线谱可被用于测定样品中的元素组成。

能量色散X射线谱主要由以下四部分组成:

电子束激发源被用于电子显微镜、扫描电子显微镜和扫描透射电子显微镜中,而X射线激发源被用于X射线荧光光谱仪中。X射线探测器可将X射线能量转换为电信号;信号随后被发送至脉冲处理器进行测量并传送到分析仪进行分析。过去最常见的探测器是硅锂(SiLi)探测器,需要用液氮冷却才能工作。如今的新系统常配置硅漂移探测器(英语:silicon drift detectors),计数速度更快,且仅需在热电冷却(甚至于室温)下就可以工作。

高能级的电子在填充低能级的空穴时所出现的能量差不一定都以X射线的形式放出,也可以转嫁给另一外层电子,使其获得足够的能量而逸出原子。这类逸出的电子被称作俄歇电子,而通过测量俄歇电子对样品进行分析的手段被称作俄歇电子能谱学(AES)。

X射线光电子能谱学(XPS)是另一种和能量色散X射线谱相关的分析手段,测量的是被X射线激发的内层电子的能量。XPS可用于测定样品的化学组分;通过对化学位移的测量还可以分析特定元素所处的化学环境,由此确定该样品的实验式。

能量色散X射线谱(EDS)常常被拿来和WDS(wavelength dispersive X-ray spectroscopy,波长色散X射线谱)相互对比。WDS和EDS不同的地方在于,WDS利用X射线在特定晶体上的衍射将不同波长的X射线分离开来进行测量。WDS的能量分辨率最高可达到几个eV,高于EDS的分辨率(130eV)两个数量级。WDS也没有EDS中常出现的一些非实验因素,例如和峰(sum peak)、逃逸峰(escape peak)、重叠峰等等。但WDS所需的实验周期较长,且需要经过培训才能熟练操作,因此EDS较WDS来说更为常见。

相关

  • 罗布利·威廉姆斯罗布利·库克·威廉姆斯(Robley Cook Williams,1908年10月13日 - 1995年1月3日)是一位美国早期生物学家及病毒学家,是生物物理理事会首任主席。威廉姆斯以运动员身份考入康奈尔
  • 社会统计调查社会统计调查有时也被称作“社会调查”或“调查研究”,但它与中文里的“社会调查”是有区别的,社会调查泛指针对特定的议题收集相关的社会资料与数据的过程,而统计调查则专指对
  • 肋膜腔胸膜腔(pleural cavity)为壁层胸膜和脏层胸膜之间反折包围的一对空腔,左右胸腔各有一个。脏层胸膜紧紧被覆于肺脏表面,而壁层胸膜则紧贴于胸壁(英语:thoracic wall)上。胸膜腔内含
  • 环[18]碳环碳或环十八-1,3,5,7,9,11,13,15,17-九炔是碳的同素异形体之一,化学式为C18,几乎不溶于水。它是一种环碳(英语:cyclocarbon)和多炔(英语:polyyne),由十八个碳原子以单叁键交替构成环
  • CD18n/an/an/an/an/an/an/an/an/an/a整联蛋白β-2(英语:Integrin beta-2,CD18)是一个由人类基因 ITGB2 编码的蛋白质,是整联蛋白的一种β亚基。能与下列四种整联蛋白α亚基搭配形成四
  • 社会民主劳工党社会民主工党(爱尔兰语:Páirtí Sóisialta Daonlathach an Lucht Oibre)是北爱尔兰的第三大党,也是属于社会党国际的社会民主党。该党是北爱两大亲爱尔兰政党之一,但与另一个亲
  • 斯维德伯格斯维德伯格(英语:svedberg,符号为S,有时为Sv,不要将此Sv与表示国际单位制单位西弗以及非国际单位制单位斯维尔德鲁普的Sv相混淆)是一个用于表示沉降系数的非国际单位制物理单位。
  • 砹的同位素砹有33个已知的同位素,都具有放射性;它们的原子量从191到223。备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。
  • 密铺密铺(Tessellation)或称平面填充、细分曲面(subdivision surface),是指把一些较小的表面填满一个较大的表面而不留任何空隙。在数学上,密铺可以推广到更高的维度,称为空间填充。 有
  • 苦橙苦橙(学名:×),又称酸橙、塞维利亚柑橘,是柚()与橘()的杂交种,属芸香科柑橘属植物。栽培品种玳玳花(× Amara)开白花,香气浓郁。苦橙源于地中海。早于古希腊时代,已被古希腊人用作芳香疗法