能量分散谱仪(EDS)

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。
• 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。
Байду номын сангаас
• 以Si(Li)检测器为探头的能谱仪实际上是一整套复杂的电子学装置。 Si(Li)X射线能谱仪
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。 • (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。
• 探测器是能谱仪中最关键的部件，它决定了该谱仪分析元素的范 围和精度。 • 目前大多使用的是锂漂移硅Si（Li）探测器。 • Si（Li）探测器可以看作是一个特殊的半导体二极管，把接收的X 射线光子变成电脉冲信号。它有一个厚度约为3mm的中性区I， 这样X 光量子在I 区能够全部被吸收，将能量转化为电子－空穴 对，在p－n 结内电场的作用下放电产生电脉冲。这就是半导体 的p－n结在未接收X射线时，在加1000V左右电压情况下，在一 定时间内不漏电（无电流通过p－n结，不产生电脉冲）。尽管 硅或锗的纯度非常高，但其中还有微量杂质使其电阻降低，在 外加电场作用下会漏电，为此在半导体的中性区I中渗入离子半 径很小的锂以抵消这些杂质的导电。由于锂在室温下很容易扩 散，因此这种探测器不仅在液氮温度下使用，并且要一直放置 在液氮中保存，这往往给操作者带来很大的负担，特别是半导 体实验室。
能量分散谱仪
EDS
能谱仪
• 能谱仪全称为能量分散谱仪(EDS)． • 能谱仪的结构及工作原理： • 能谱仪是利用X 光量子的能量不同来进行元素分析的方 法，对于某一种元素的X 光量子从主量子数为n1的层上 跃迁到主量子数为n2的层上时有特定的能量ΔE＝En1－ En2。X 光量子的数目是作为测量样品中某元素的相对 百分含量用，即不同的X 光量子在多道分析器的不同道 址出现，而脉冲数－脉冲高度曲线在荧光屏或打印机上 显示出来，这就是X光量子的能谱曲线。 • 所谓能谱仪实际上是一些电子仪器，主要单元是半导体 探测器（一般称探头）和多道脉冲高度分析器，用以将 X光量子按能量展谱。
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