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電子微探針,是結合運用電子顯微鏡技術和 X射線分光技術的電子光學式分析儀器,又稱電子微區分析儀、電子探針或電子探針X射線微區分析儀。電子微探針廣泛用於礦物、冶金、機械、電子和生物學等領域,尤其適用於對合金的顯微組織和相成分的研究分析。

目錄

1 電子微探針 -簡介

結合運用電子顯微鏡技術和 X射線分光技術的電子光學式分析儀器,又稱電子微區分析儀、電子探針或電子探針X射線微區分析儀。電子微探針廣泛用於礦物、冶金、機械、電子和生物學等領域,尤其適用於對合金的顯微組織和相成分的研究分析。此外,它也是分析月球土壤和月岩的理想儀器。如同X射線熒光光譜儀那樣,高速運動的電子打擊在固體樣品表面上時電子突然停止,其能量激發原子的內層電子,從樣品中輻射出X射線。這種X射線是以元素為特徵的,它是定性和定量分析的依據。

電子微探針與 X射線熒光光譜儀的主要差別是前者利用一次X射線進行定性和定量分析;而後者則是用二次X射線。即利用X射線熒光進行定性和定量分析。它與電子顯微鏡的主要差別是電子顯微鏡利用電子衍射原理得到圖象;而電子微探針除利用X射線外,還利用電子顯微鏡中掃描技術以提供有關物質的狀態、組成和結構等多種信號。

電子微探針圖為電子微探針的結構原理。由電子槍射出的高速電子流經過電子透鏡后聚焦成直徑為 1微米以下的微細電子束,其焦點落在樣品表面。樣品所產生的X射線由檢測器檢測。

電子微探針與X射線分析儀的作用和結構基本相同,但是它靠掃描線圈的作用可使電子束在樣品表面上掃描,因此可以得到元素在樣品表面上的分佈狀態,並顯示出圖象。除X射線圖象外,它還能得到背散射電子圖象、吸收電子圖象和透射電子圖象。

通過這3種信息圖象可以了解樣品的表面元素的分佈狀態和結構等特性,因此比單獨的電子顯微鏡的作用更為完備。電子微探針常用的加速電壓為10~30千伏。電子束穿透樣品的深度大致與其直徑相同(1微米),這就決定了樣品的空間解析度,即被分析體積的最小值約為10-12厘米3。以質量計算的檢測極限為10-14~10-15克。電子微探針能分析的元素範圍在常規條件下可從原子周期表中原子序數為12的鎂至92的鈾,並已擴展到原子序數為4的超輕元素鈹。

電子微探針電子-內部結構模型圖
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