電子探針和微區(qū)分析儀

電子探針和微區(qū)分析儀

上世紀(jì)50 年代初，根據(jù)Castaing 提出的原理，在歐洲（包括前蘇聯(lián)）和美國首先制作了一種稱為電子探針（electron probe）的儀器。它是將聚焦至直徑約為0.1～1μm 的電子束轟擊樣品，然后利用晶體對(duì)樣品所產(chǎn)生的特征X 射線的衍射，分析這些X 射線的波長，從而確定樣品的化學(xué)成分。由于它是使用微小的電子束探測樣品表面某一微小區(qū)域的化學(xué)成分，所以形象地稱此類儀器為電子探針。在早期的電子探針中都用分析特征X 射線波長的方法確定樣品的化學(xué)成分，這種方法稱為波譜分析。
　　上世紀(jì)60 年代初掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope）作為商品，大大方便T 對(duì)樣品顯微形貌的觀察。同時(shí)也可利用在掃描電子顯微鏡的樣品室內(nèi)電子束與樣品相互作用時(shí)產(chǎn)生的特征X 射線，通過波譜分析得到樣品化學(xué)成分的數(shù)據(jù)。于是觀察顯微形貌和分析微區(qū)化學(xué)成分可在同一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)進(jìn)行。亦即掃描電子顯微鏡（觀察顯微形貌）與電子探針（分析微區(qū)化學(xué)成分）這兩類儀器開始融合。
　　上世紀(jì)70 年代隨著Si ( Li）探測器的出現(xiàn)，產(chǎn)生了能譜分析，即通過分析電子探針或掃描電子顯微鏡中樣品所產(chǎn)生的特征X 射線的能量，以便確定樣品的化學(xué)成分。
　　無論波譜分析或者能譜分析，分析的信號(hào)均是來自樣品的特征X 射線。X 射線是一種具有一定波長范圍或者能量范圍的電磁波，X 射線的波長和能量之間的關(guān)系為：

式中，λ為X 射線的波長，nm；E 為X 射線的能量，keV。
　　由此可見，狹義地說，電子探針是指50 年代開始出現(xiàn)的那類由電子束激發(fā)樣品的特征X 射線，然后用波譜分析方法確定樣品的微區(qū)化學(xué)成分的儀器。廣義地說應(yīng)把配備了波譜儀或能譜儀的掃描電子顯微鏡也歸入電子探針的范圍，因?yàn)樗鼈円彩抢�用�?jīng)過聚焦的細(xì)小的電子束探測樣品表面微區(qū)的化學(xué)成分。在實(shí)踐上電子探針與掃描電子顯微鏡也已沒有本質(zhì)的差別。只是稱為電子探針的儀器主要是為了進(jìn)行微區(qū)分析，所以配備多道波譜儀；具有元素分析能力的掃描電子顯微鏡則以觀察樣品的顯微形貌為主，往往只配備一道能譜儀，或再增配一道波譜儀。