电子探针分析【英文】
电子探针显微分析
电子探针显微分析电子探针显微分析（Electron Probe Microanalysis，简称EPMA）是一种用于材料分析的先进技术。
它结合了扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy，简称SEM）和能谱仪，能够提供高分辨率的成分分析和元素分布图像。
电子探针显微分析的原理是利用电子束和样品之间的相互作用。
首先，电子束通过集束系统聚焦到样品表面，与样品发生相互作用。
这些相互作用包括：在样品表面产生的次级电子、背散射电子和散射电子。
次级电子是从样品表面弹出的电子，背散射电子是从样品内部产生的电子，散射电子是从相互作用点散射出的电子。
次级电子和背散射电子是电子显微镜的常规成像信号，这部分信号可以用来获得样品的表面形貌和显微结构。
而散射电子则包含了样品的化学信息，通过能谱仪可以对这些散射电子进行能谱分析，获得样品的元素组成。
电子探针显微分析既可以定性分析材料中的元素，也可以定量分析元素的含量。
电子探针显微分析在材料科学、地质学、环境科学等领域广泛应用。
它可以对金属、陶瓷、半导体、岩石等各种材料进行分析。
在材料科学研究中，电子探针显微分析可以用于分析材料中的微观缺陷、晶体结构和化学成分。
在地质学研究中，它可以用于分析岩石样品中的矿物成分和地球化学元素分布。
在环境科学研究中，它可以对大气颗粒物、水体中的溶解物等进行化学成分分析。
除了成分分析，电子探针显微分析还可以进行元素的显微分布分析。
通过调整电子束的扫描区域和扫描速度，可以获得样品中元素的分布图像。
这些图像可以用来研究材料的相分离、溶质迁移和化学反应等过程。
总之，电子探针显微分析是一种强大的材料分析工具。
它提供了高分辨率、高灵敏度的成分分析和元素分布图像，对于研究材料的结构和性质具有重要意义。
未来，随着技术的不断进步，电子探针显微分析将在更多领域展示其潜力和应用价值。
仪器设备的缩写
仪器设备的缩写
X射线衍射XRD
透射电子显微镜（简称“透射电镜”）TEM
分析电子显微镜（简称“分析电镜”）AEM
高压电子显微镜（简称“高压电镜”）HVEM
电子衍射ED
反射式高能电子衍射RHEED
低能电子衍射LEED
扫描电子显微镜（简称“扫描电镜”）SEM
电子探针X射线显微分析（简称“电子探针”）EPMA
波长色散谱仪（或波长分析谱仪，简称“波谱仪”）WDS
能量色散谱仪（或能量分析谱仪，简称“能谱仪”）EDS
X射线荧光光谱XRF或XFS
原子发射光谱AES
原子吸收光谱AAS
原子荧光光谱AFS
紫外、可见吸收光谱（紫外、可见光谱）UV-VIS
红外吸收光谱（红外光谱）IR
傅里叶变换红外光谱FTIR或FT-IR
电子自旋共振谱（电子顺磁共振谱）ESR（EPR）
核磁共振谱NMR
俄歇电子能谱AES
X射线光电子能谱（化学分析用电子能谱）XPS（ESCA）
紫外光电子能谱UPS
热分析TA
差热分析DTA
差示扫描量热法DSC
热重法（热重分析）TG（TGA）
二次离子质谱SIMS
扫描隧道显微镜STM
原子力显微镜AFM
扫描探针显微镜SPM
示例：
X射线衍射、透射电子显微镜、紫外光电子能谱、差示扫描量热法的英文字母缩写分别是（）、（）、（）、（）。
答案：XRD，TEM，UPS，DSC。
常用材料分析方法中英文对照
1. Elemental Analysis 元素分析Atomic absorption spectroscopy 原子吸收光谱Auger electron spectroscopy (AES) 俄歇电子能谱Electron probe microanalysis (EPMA) 电子探针微分析Electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA) 化学分析电子能谱Energy dispersive spectroscopy (EDS) 能量色散谱Flame photometry 火焰光度法Wavelength dispersive spectroscopy (WDS)X-ray fluorescence X射线荧光2. Molecular and Solid State Analysis 分子与固态分析Chromatography [gas chromatography (GC), size exclusion chromatography (SEC)]色谱[气相色谱，体积排除色谱]Electron diffraction 电子衍射Electron microscopy [scanning electron microscopy (SEM),transmission electron microscopy (TEM),scanning TEM (STEM)] 电子显微镜Electron spin resonance (ESR) 电子自旋共振Infrared spectroscopy (IR) 红外光谱Mass spectrometry 质谱Mercury porosimetry 压汞法Mossbauer spectroscopy 穆斯堡尔谱Nuclear magnetic resonance (NMR) 核磁共振Neutron diffraction 中子衍射Optical microscopy 光学显微镜Optical rotatory dispersion (ORD) 旋光色散Raman spectroscopy 拉曼光谱Rutherford back scattering (RBS) 卢瑟福背散射Small angle x-ray scattering (SAXS) 小角X射线散射Thermal analysis [differential scanning calorimetry (DSC),thermal gravimetric analysis (TGA),differential thermal analysis (DTA) temperature desorption spectroscopy (TDS),thermomechanical analysis (TMA)]热分析[差示扫描量热计法，热-重分析，微分热分析，升温脱附，热机械分析]UV spectroscopy 紫外光谱X-ray techniques [x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), x-ray diffraction (XRD), x-ray emission,x-ray absorption] X射线技术[x射线光电子能谱，x射线衍射，x射线发射，x射线吸收]3. Surface Characterization Techniques 表面表征技术Electron energy loss spectroscopy (EELS) 电子能量损失谱Ellipsometry 椭圆偏振术Extended x-ray absorption fine structure (EXAFS) 扩展X射线吸收精细结构Helium (or atom) diffractionLateral (or frictional) force microscopy (LFM) 横向（摩擦）力显微镜Low-energy electron diffraction (LEED) 低能电子衍射Magnetic force microscopy (MFM) 磁力显微镜Near-edge x-ray adsorption fine structure (NEXAFS) 近边X射线吸收精细结构Near field scanning 近场扫描Reflection high-energy electron diffraction (RHEED) 反射高能电子衍射Scanning tunneling microscopy (STM) 扫描隧道显微镜Scanning force microscopy (SFM) 扫描力显微镜Secondary ion mass spectroscopy (SIMS) 二次离子质谱Surface enhanced raman spectroscopy (SERS) 表面增强拉曼光谱Surface extended x-ray adsorption fine structure (SEXAFS) 表面扩展X射线吸收精细结构Surface force apparatus 表面力仪器。
电子探针分析【英文】
Electron probe microanalysis Electron microprobe analysis EPMA (EMPA)
An Historical Introduction: Merging of discoveries in physics, chemistry and microscopy
Revised 1/21/2012
Hale Waihona Puke UW- Madison Geology 777
Overview
•Electrons and x-rays •Spectroscopy and chemical analysis •Development of electron and x-ray instruments •Essentials of an electron microprobe
Electrons - 1
UW- Madison Geology 777
Electrons - 2
• 18th Century: Benjamin Franklin described electricity as an elastic fluid made of extremely small particles. Electrical conductivity was observed in air near hot poker (= thermoionic emission of electrons) • Cathode ray effects (glow) noticed by Faraday (1821); named “fluorescence” in 1852 by Stokes • 1855 Geissler devised a pump to improve the vacuum in evacuated electric tubes (=Geissler tubes) • 1858 Plü cker forced electric current thru a Geissler tube, observed fluorescence, and saw it was deflected by a magnet. Some credit him with discovery of cathode rays
电子探针显微分析
You can see in Figure 6.4 that Si(Li) detectors show a drop in efficiency above ~20 keV.
This is because X-rays with such high energy can pass through the detector without depositing their energy by creating electronhole pairs.
4. Finally, a digitized signal is stored in a channel assigned to that energy in the MCA.
Figure 5.1 EDS spectra (b) corresponding to the X-rays of detector received.
You may recall that it takes ~3.8 eV to generate an electron-hole pair in Si, so a Be Kα X-ray will create at most 29 electron-hole pairs, giving a charge pulse of ~5×10-18 C!
The EDS produces spectra which are plots of X-ray counts (imprecisely termed "intensity") versus X-ray energy.
When electrons ionize an atom, the emitted characteristic X-ray energy is unique to the ionized atom.
electron probe analysis
electron probe analysis电子探针分析是一种用电子束照射材料并测量产生的各种信号来分析样品成分的高级技术。
它是一种精密而强大的分析方法，广泛应用于材料科学、地质学、生命科学等领域。
本文将深入探讨电子探针分析的原理、应用和发展趋势。
原理及仪器：电子探针分析的核心原理是基于电子与物质相互作用的过程。
当高能电子束照射到样品表面时，电子会与原子中的电子发生相互作用，导致样品发射出多种信号，包括X射线、二次电子、和退火电子。
通过测量这些信号的性质和数量，可以确定样品中的元素、结构和组分。
电子探针分析的仪器主要由电子枪、样品室、X射线谱仪和控制系统等组成。
电子枪产生高能电子束，照射到样品表面；样品室用于支持和定位样品；X射线谱仪检测和分析样品发射的X射线。
控制系统则负责调整仪器参数，以获取准确的分析结果。
应用领域：电子探针分析广泛应用于材料科学、地质学、金属学等多个领域。
在材料科学中，它常用于分析金属、陶瓷、半导体等材料的成分和微观结构。
在地质学中，电子探针分析可用于研究岩石和矿物的成分，提供关于地质过程和历史的重要信息。
在金属学中，电子探针分析可用于质量控制和材料研究，确保金属产品符合特定的标准。
技术优势：与传统的化学分析方法相比，电子探针分析具有许多技术优势。
首先，它具有极高的空间分辨率，能够在微米尺度上进行分析。
其次，电子探针分析不需要样品的特殊制备，适用于各种形状和尺寸的样品。
此外，它具有多元素分析的能力，可以同时检测多个元素，提高了分析的效率。
发展趋势：随着科技的不断进步，电子探针分析技术也在不断发展。
未来的发展趋势包括提高空间分辨率、降低分析的检测限、推动样品制备技术的创新等。
同时，与其他先进的分析技术结合，如扫描电子显微镜和能谱技术，将进一步拓展电子探针分析在科学研究和工业应用中的应用范围。
电子探针分析作为一种强大而高效的分析技术，对于材料研究和质量控制具有重要意义。
通过深入了解其原理、仪器、应用和未来发展趋势，我们可以更好地理解这一技术的优势和局限性，促进其在不同领域的广泛应用。
电子探针
第八章 电子探针、扫描电镜显微分析中国科学院上海硅酸盐所李香庭1 概论1.1 概述电子探针是电子探针X射线显微分析仪的简称，英文缩写为EPMA(Electron probe X-ray microanalyser)，扫描电子显微境英文缩写为SEM（Scanning Electron Microscope）。
这两种仪器是分别发展起来的，但现在的EPMA都具有SEM的图像观察、分析功能，SEM也具有EPMA的成分分析功能，这两种仪器的基本构造、分析原理及功能日趋相同。
特别是现代能谱仪，英文缩写为EDS（Energy Dispersive Spectrometer）与SEM组合，不但可以进行较准确的成分分析，而且一般都具有很强的图像分析和图像处理功能。
由于EDS分析速度快等特点，现在EPMA通常也与EDS组合。
虽然EDS的定量分析准确度和检测极限都不如EPMA的波谱仪（Wavelength Dispersive Spectrometer ，缩写为WDS）高，但完全可以满足一般样品的成分分析要求。
由于EPMA与SEM设计的初衷不同，所以二者还有一定差别，例如SEM以观察样品形貌特征为主，电子光学系统的设计注重图像质量，图像的分辨率高、景深大。
现在钨灯丝SEM的二次电子像分辨率可达3nm，场发射SEM二次电子像分辨率可达1nm。
由于SEM一般不安装WDS，所以真空腔体小，腔体可以保持较高真空度；另外，图像观察所使用的电子束电流小，电子光路及光阑等不易污染，使图像质量较长时间保持良好的状态。
EPMA一般以成分分析为主，必须有WDS进行元素成分分析，真空腔体大，成分分析时电子束电流大，所以电子光路、光阑等易污染，图像质量下降速度快，需经常清洗光路和光阑，通常EPMA二次电子像分辨率为6nm。
EPMA附有光学显微镜，用于直接观察和寻找样品分析点，使样品分析点处于聚焦园（罗兰园）上，以保证成分定量分析的准确度。
EPMA和SEM都是用聚焦得很细的电子束照射被检测的样品表面，用X射线能谱仪或波谱仪，测量电子与样品相互作用所产生的特征X射线的波长与强度，从而对微小区域所含元素进行定性或定量分析，并可以用二次电子或背散射电子等进行形貌观察。
电子探针扫描电镜显微分析
第八章 电子探针、扫描电镜显微分析中国科学院上海硅酸盐所李香庭1 概论1.1 概述电子探针是电子探针X射线显微分析仪的简称，英文缩写为EPMA(Electron probe X-ray microanalyser)，扫描电子显微境英文缩写为SEM（Scanning Electron Microscope）。
这两种仪器是分别发展起来的，但现在的EPMA都具有SEM的图像观察、分析功能，SEM也具有EPMA的成分分析功能，这两种仪器的基本构造、分析原理及功能日趋相同。
特别是现代能谱仪，英文缩写为EDS（Energy Dispersive Spectrometer）与SEM组合，不但可以进行较准确的成分分析，而且一般都具有很强的图像分析和图像处理功能。
由于EDS分析速度快等特点，现在EPMA通常也与EDS组合。
虽然EDS的定量分析准确度和检测极限都不如EPMA的波谱仪（Wavelength Dispersive Spectrometer ，缩写为WDS）高，但完全可以满足一般样品的成分分析要求。
由于EPMA与SEM设计的初衷不同，所以二者还有一定差别，例如SEM以观察样品形貌特征为主，电子光学系统的设计注重图像质量，图像的分辨率高、景深大。
现在钨灯丝SEM的二次电子像分辨率可达3nm，场发射SEM二次电子像分辨率可达1nm。
由于SEM一般不安装WDS，所以真空腔体小，腔体可以保持较高真空度；另外，图像观察所使用的电子束电流小，电子光路及光阑等不易污染，使图像质量较长时间保持良好的状态。
EPMA一般以成分分析为主，必须有WDS进行元素成分分析，真空腔体大，成分分析时电子束电流大，所以电子光路、光阑等易污染，图像质量下降速度快，需经常清洗光路和光阑，通常EPMA二次电子像分辨率为6nm。
EPMA附有光学显微镜，用于直接观察和寻找样品分析点，使样品分析点处于聚焦园（罗兰园）上，以保证成分定量分析的准确度。
EPMA和SEM都是用聚焦得很细的电子束照射被检测的样品表面，用X射线能谱仪或波谱仪，测量电子与样品相互作用所产生的特征X射线的波长与强度，从而对微小区域所含元素进行定性或定量分析，并可以用二次电子或背散射电子等进行形貌观察。
电子探针
电子探针科技名词定义中文名称：电子探针英文名称：electron probe定义：电子枪发射的电子束被聚光镜聚集成直径为纳米级的细束。
应用学科：机械工程（一级学科）；光学仪器（二级学科）；电子光学仪器-电子光学部件（三级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片一种分析仪器，可以用来分析薄片中矿物微区的化学组成。
该仪器将高度聚焦的电子束聚焦在矿物上，激发组成矿物元素的特征X射线。
用分光器或检波器测定荧光X射线的波长，并将其强度与标准样品对比，或根据不同强度校正直接计数出组分含量。
目录简介工作原理分析功能及特色主要用途结构特点技术支持展开编辑本段简介Electron Microprobe，全名为电子探针X射线显微分析仪，又名微区X射线谱分析仪。
可对试样进行微小区域成分分析。
除H、He、Li、Be等几个较轻元素外，都可进行定性和定量分析。
电子探针的大批量是利用经过加速和聚焦的极窄的电子束为探针，激发试样中某一微小区域，使其发出特征X射线，测定该X 射线的波长和强度，即可对该微区的元素作定性或定量分析。
将扫描电子显微镜和电子探针结合，在显微镜下把观察到的显微组织和元素成分联系起来，解决材料显微不均匀性的问题，成为研究亚微观结构的有力工具。
编辑本段工作原理分析电子探针电子探针有三种基本工作方式：点分析用于选定点的全谱定性分析或定量分析，以及对其中所含元素进行定量分析；线分析用于显示元素沿选定直线方向上的浓度变化；面分析用于观察元素在选定微区内浓度分布。
由莫塞莱定律可知，各种元素的特征X射线都具有各自确定的波长，通过探测这些不同波长的X射线来确定样品中所含有的元素，这就是电子探针定性分析的依据。
而将被测样品与标准样品中元素Y的衍射强度进行对比，就能进行电子探针的定量分析。
当然利用电子束激发的X射线进行元素分析，其前提是入射电子束的能量必须大于某元素原子的内层电子临界电离激发能。
编辑本段功能及特色电子探针可以对试样中微小区域（微米级）的化学组成进行定性或定量分析。
electron microprobe analysis
electron microprobe analysis什么是电子探针分析？电子探针分析（Electron Probe Microanalysis，EPMA）是一种用电子探针测量样品元素成分和化学组成的技术。
它结合了扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）和X射线光谱仪（X-ray Spectrometer）的功能，能够提供非常详细的元素分析信息。
电子探针分析的原理和工作方式是什么？电子探针分析基于电子与物质相互作用的原理。
当高能电子束照射样品时，样品会产生从电子束中散射出来的多种射线。
这些射线包括：反馈散射电子（Backscattered Electrons，BSE）、次级电子（Secondary Electrons，SE）和X射线。
通过检测和分析这些射线，就可以了解样品的成分和化学组成。
在电子探针分析中，首先需要设置电子探针的工作参数，如电子束的加速电压和电流。
随后，电子束聚焦在一个非常小的区域内，通常在纳米级别。
这使得电子探针可以非常精确地分析样品中的不同区域。
一旦电子束照射样品，会产生BSE、SE和X射线。
BSE是由于电子与样品原子的库仑散射产生的，而SE是由于电子与样品表面相互作用产生的。
这两种射线可以用于形成样品的图像。
同时，部分电子也会激发样品中的原子产生X射线。
这些X射线的能量与特定的元素相关，因此可以用于元素分析。
在电子探针分析中，主要关注的是样品中的关键元素。
通过测量X射线的能量和强度，可以确定这些元素的存在和浓度。
此外，还可以通过比较样品中的X射线谱和已知元素的标准谱图，确定样品中的其他元素。
什么样的样品适合进行电子探针分析？电子探针分析适用于各种类型的样品，包括固体、液体和粉末。
它可以用于金属、陶瓷、岩石、矿石、化合物和有机材料等。
此外，电子探针分析还可以用于判断材料的微观结构和了解材料的成分分布。
在选择进行电子探针分析的样品时，需要考虑样品的导电性。
电子探针分析.ppt
X射线记数和记录系统
• X射线探测器（例如正比计数管）输出的电脉冲信 号经前置放大器和主放大器放大后进入脉冲高度 分析器进行脉冲高度甄别。由脉冲高度分析器输 出的标准形式的脉冲信号，需要转换成X射线的强 度并加以显示，可用多种显示方式。
• 脉冲信号输入计数计，提供在仪表上显示计数率 (cps)读数，或供记录绘出计数率随波长变化（波 谱）用的输出电压；此电压还可用来调制显像管， 绘出电子束在试样上作线扫描时的X射线强度（元 素浓度）分布曲线。
波谱谱仪测试结果
2、能谱仪结构和工作原理
• 能谱仪的主要组成部分如图所示，由探针器、前置放大器、 脉冲信号处理单元、模数转换器、多道分析器、小型计算机 及显示记录系统组成，它实际上是一套复杂的电子仪器。
锂漂移硅Si(Li)探测器
• 能谱仪使用锂漂移硅Si(Li)探测器，结构如图。
锂漂移硅Si(Li)探测器
• 电子探针仪除X射线谱 仪外，其余部分与扫
描电子显微镜相似。
1、波谱仪（WDS）的结构和工作原理
• X射线波谱仪的谱仪系统——也即X射线的分光和探测系统 是由分光晶体、X射线探测器和相应的机械传动装置构成
分光和探测原理
• X射线的分光和探测原理: • 如果我们把分光晶体作适当地弹性弯曲，
并使射线源、弯曲晶体表面和检测器窗口 位于同一个圆周上，这样就可以达到把衍 射束聚焦的目的。 • 此时，整个分光晶体只收集一种波长的X射 线，使这种单色X射线的衍射强度大大提高。
波长X射线分别检测的波长色散谱仪，简称 波谱仪（Wavelength Dispersive Spectrometer，简称WDS） • 另一种是利用特征X射线能量的色散谱仪， 简称能谱仪（Energy Dispersive Spectrometer，简称EDS）。
电子探针显微分析 (2)
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利用不同元素X射线光子特征能量不同特点进行成
2. 能谱仪结构和工作原理
利锂用漂不移同硅元能素谱X射仪线S光i子(L特i)征框能图量不同特点进行成分分析
工作过程
加在Si ( Li ) 晶体两端偏压 来收集电子空穴对
→ （前置放大器）转换 成电流脉冲
→ （主放大器）转换成 电压脉冲
→ （后进入）多通脉冲 高度分析器，按高度把脉 冲分类，并计数，从1而4 描 绘I －E图谱。
• ZnO-Bi2O3陶瓷烧结表面的面分布成分分析 (a)形貌像；(b)Bi元素的X射线面分布像
23
感谢下 载
• 此时，如果晶体的位置固定，整个分光晶体只收集一种 波长的X射线，从而使这种单色X射线的衍射强度大大提 高。
• Johansson型聚焦法：衍射晶面表面的曲率半径为R，即 晶体表面磨制成和聚焦圆相合。全聚焦法
显然，只要改变晶体在聚焦圆的位置，即可改变入射角，
从而可探测不同波长的X线。
9
谱仪：
（2）波谱仪的形式
X射线能谱图
横坐标 能量 纵坐标 强度计数
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3. 能谱仪和波谱仪的比较
具有以下优点（与波谱仪相比） 1) 能谱仪探测X射线的效率高。其灵敏度比波谱仪高约一个数量级。 2) 在同一时间对分析点内所有元素X射线光子的能量进行测定和计数，在几分钟内可得到定性分析结 果，而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。 3) 结构简单，稳定性和重现性都很好（因为无机械传动） 4) 不必聚焦，对样品表面无特殊要求，适于粗糙表面分析。
18
19
5.2.3 电子探针的分析方法 和应用
电子探针X射线波谱仪及能谱分析有三种基本的工作方法：
一是定点分析，即对样品表面选定微区作定点的全谱扫描 ，进行定性或半定量分析，并对其所含元素的质量分数 进行定量分析；
电子探针分析
2R sin 2
式中ρ 为入射狭缝至接收狭缝的距离； R为聚焦圆半径。
由图可看出：
SC1 C1D1 2 R sin 1 SC2 C2 D2 2 R sin 2
即当晶体位于θ 角时，晶体与 光源之间的距离：
L 2 R sin
d d R 由于sin θ<1，所以： 2 R,即d d 2
1 Fi ......(6) IF 1 IA
式中 IA为A元素特征X射线强度， IF为荧光X射线强度.
将以上各项修正因素代入式(3)得:
RA S AB FA X A 1 Ci Ki RAB S A FAB X AB 1 I F IA
迭代运算 根据第一次校正浓度，再经过几 次迭代运算校正后得到一个收敛的近 似值。大量成分精确已知的标准样品， 采取ZAF校正程序进行定量分析结果表 明，校正后的元素浓度和真实浓度之 间误差可达1～2%，这对大多数应用来 说已是够准确的。定量校正计算的手 续相当繁琐，通常都是用计算机运算 处理。
由于电子探针的X射线源相当于一 个点源，而晶体有一定尺寸，如采用 平面晶体，则晶体面上各处入射角不 同，所以实际的波谱仪采用有一定聚 焦作用的弯曲面晶体，X射线源、晶 体和检测器三者位于半径为R的圆周 上（该圆称罗兰圆或聚焦圆）。
如图所示， 晶体先弯曲成曲 率半径为2R的柱 面，即晶面(h,k,l) 的曲率半径为2R， 然后再研磨成外 形曲率半径为R 的检测晶体。
3) ZAF修正法 样品中组成元素的百分含量与样品 激发区内该元素产生的特征X射线成正 比，但是，在特征X射线从产生到逸出 表面的过程中，其强度会发生一定变化. 目前认为，这种变化由：
样品中各组成元素的原子序数(Z) 元素本身与元素间的吸收(A) 荧光效应(F) 三种主要因素决定。因此,要获得准确 的电子探针定量分析结果，必须进行这 三种因子的修正计算。这种修正计算方 法叫ZAF法，修正计算的总公式为：
electron microprobe analysis -回复
electron microprobe analysis -回复电子探针分析是一种高分辨率的表面分析技术。
它通过使用电子束激发材料并测量产生的X射线来确定样品中各种元素的存在和浓度。
电子探针分析通常使用带有样品台的电子显微镜。
电子束由电子枪产生，并通过一系列透镜和偏转系统聚焦和导向。
当束聚焦到很小的直径时，它可以在材料表面上产生高能电子-物质相互作用。
这种相互作用会产生多种反应，包括X射线发射和散射。
电子探针中的X射线发射是最常用的分析方法之一。
在样品与电子束相互作用时，原子中的内层电子被激发到高能量轨道。
当这些电子回到较低能级时，它们会释放出特定的能量作为X射线。
这些X射线的能量和强度与样品中元素的类型和浓度直接相关。
电子探针分析还可以用来测量样品中元素的多层级浓度。
例如，通过选择不同的电子束能量，可能会选择激发不同的层级电子，从而通过分析不同的X射线能量来确定不同层级的元素浓度。
在电子探针分析中，还可以使用其他技术来进一步增强分析的能力。
例如，辅助的光谱分析技术，如能量色散X射线分光仪（EDS）或波谱学仪器（WDS）可以用来确定元素的化学组成。
此外，扫描透射电镜（STEM）和能量散射X射线分光仪（EDXS）可以用于获取更详细的元素分布和化学映像。
电子探针分析广泛应用于许多领域，包括材料科学、地球科学、环境科学和生物科学。
它可以用来研究微观结构和成分，从而提高材料性能或识别样品中的污染物。
它还可以用来研究地质样品中的岩石成分、矿物组成和晶体结构。
在环境科学中，电子探针分析可以用来分析空气颗粒物、沉积物和水样中的元素浓度。
在生物科学中，它可以用于研究生物材料的结构和成分，包括细胞组织和生物矿化物。
总之，电子探针分析是一种强大的技术工具，可以提供高分辨率的元素分析。
它通过利用材料与电子束相互作用产生的X射线来确定样品中各种元素的存在和浓度。
电子探针分析在许多领域中发挥着重要作用，并为科学研究和实际应用提供了宝贵的信息。
electron probe analysis -回复
electron probe analysis -回复电子探针分析引言电子探针分析是一种用于表征物质组成和结构的强大技术工具。
它结合了电子显微镜和光谱仪的原理和优势，具有高灵敏度、高分辨率和非破坏性的特点。
本文将介绍电子探针分析的原理、仪器和应用，并详细解释其每个步骤。
一、仪器和原理电子探针是一种结合了电子显微镜和光谱仪的复合仪器，可以同时获得样品的形貌和成分信息。
它由电子枪、电子光学系统、样品区域、探测器和数据处理系统组成。
1. 电子枪电子枪是电子探针的核心部件，它产生高能电子束。
电子枪中的热阴极通过加热产生自由电子，这些电子被聚束在一个很小的电子束中。
聚束电子束的能量可以通过电流、加速电压和透镜系统来调节。
2. 样品区域样品区域是放置待测试样品的地方。
在电子探针分析中，通常使用金属或非金属样品。
样品区域通常具有细密定位功能，以确保仪器可以准确地扫描和分析不同区域。
3. 探测系统探测系统用于检测样品中的不同元素、成分以及它们的浓度和分布情况。
最常用的探测系统包括能量色散X射线光谱仪和波长色散X射线光谱仪。
它们可以检测到多种元素，并提供丰富的成分信息。
二、操作步骤1. 样品处理在进行电子探针分析之前，需要对样品进行适当的处理。
这包括切割、研磨和抛光样品，以获得光滑平整的表面。
样品的尺寸和形状必须适合固定在样品区域，并保持稳定。
2. 调节仪器参数在开始实际分析之前，需要根据样品的性质和要求调节电子枪的参数。
这包括电流、加速电压和透镜系统。
合适的参数可以确保获得高质量的扫描图像和准确的成分分析。
3. 扫描和成像一旦仪器参数调整完毕，可以使用电子探针进行样品的扫描和成像。
电子束从电子枪发出，并通过透镜系统和扫描线圈来聚焦和定位。
扫描电子显微镜可以获得样品的形貌和微观结构的详细图像。
4. 分析和成分检测通过对扫描图像进行分析，可以确定样品中的元素和化合物。
电子探针的探测系统将检测到样品发射的X射线，并将其转化为能谱。
电子探针X射线微区分析
电子探针X射线微区分析电子探针X射线微区分析(EPMA)Electron Probe X-ray Microanalysis是用聚焦极细的电子束轰击固体的表面，并根据微区内所发射出X射线的波长（或能量）和强度进行定性和定量分析的方法。
电子探针工作原理电子探针（Electron Probe Microanalysis-EPMA）的主要功能是进行微区成分分析。
它是在电子光学和X射线光谱学原理的基础上发展起来的一种高效率分析仪器。
其原理是：用细聚焦电子束入射样品表面，激发出样品元素的特征X射线，分析特征X 射线的波长（或能量）可知元素种类；分析特征X射线的强度可知元素的含量。
其镜筒部分构造和SEM相同，检测部分使用X射线谱仪，用来检测X射线的特征波长（波谱仪）和特征能量（能谱仪），以此对微区进行化学成分分析。
X射线谱仪是电子探针的信号检测系统，分为：能量分散谱仪（EDS），简称能谱仪，用来测定X射线特征能量。
波长分散谱仪（WDS），简称波谱仪，用来测定特征X射线波长。
WDS组成：波谱仪主要由分光晶体和X射线检测系统组成。
原理：根据布拉格定律，从试样中发出的特征X射线，经过一定晶面间距的晶体分光，波长不同的特征X射线将有不同的衍射角。
通过连续地改变q，就可以在与X射线入射方向呈2 q的位置上测到不同波长的特征X射线信号。
根据莫塞莱定律可确定被测物质所含有的元素。
为了提高接收X射线强度，分光晶体通常使用弯曲晶体。
编辑本段电子探针分析的特点电子探针显微分析有以下特点：1.显微结构分析电子探针是利用0.5μm－1μm的高能电子束激发待分析的样品，通过电子与样品的相互作用产生的特征X射线、二次电子、吸收电子、背散射电子及阴极荧光等信息来分析样品的微区内(μm范围内)成份、形貌和化学结合状态等特征。
电子探针是几个μm范围内的微区分析，微区分析是它的一个重要特点之一, 它能将微区化学成份与显微结构对应起来，是一种显微结构的分析。
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(From reference 2, page 45)
Sample holder/air lock
Provides a means of holding a sample for examination – typically a polished thin section or mineral grain mount Air lock provides a means to exchange samples – be careful here!
Electron Probe Microanalysis
Electron Probe Microanalysis
A technique to quantitatively analyze samples for their chemical composition on atrument: Known as probe, microprobe or electron microprobe – all the same Main components Electron Gun Beam Column Sample Holder/Air Lock X-ray Spectrometers – Wavelength or Energy Dispersive Vacuum System Illumination System
X-ray spectrometers
Two kinds of spectrometer found on probes – wavelength (WDS) and energy dispersive (EDS) – WDS 10X sensitivity of EDS Measure the same thing – characteristic spectra of an element present in the sample E = hc/λ = 12.396/ λ, E = energy in Kev, h = Planck’s constant, c = velocity of light, λ = wavelength in angstroms This relationship shows energy and wavelength are inversely related Method utilizes the characteristic radiation from an excited atom to quantify the amount of an element in a sample – Peak height proportional to amount of element present, after background correction Example: a K shell electron is ejected and an L electron drops to fill vacancy – leads to a Kα line (this radiation is specific to the atom excited)
Brief Description of Main Components Electron Gun – Source of electrons generated by thermionic emission of Tungsten filament
Grid cap (Wehnelt cylinder) negatively biased to constrict electron beam
(From Reference 1, page 30)
Beam Column
Serves to de-magnify image of filament to achieve ~ 1m beam size Contains a condenser lens and an objective lens
(From reference 3, page 7)
Origin of X-ray Lines for K and L Transitions
Quantitative analysis
Purpose: to quantify the amount of an element in a sample – must compare signal from sample to that of a known standard To first order, counts from sample and counts from standard are directly related to concentration k ratio = Isample/Istd = Csample In practice, k ratio must be corrected for sample effects k ratio = Isample/Istd = Csample Z A F Corrections: Commonly referred to as “ZAF” corrections ZAF means we have to make three types of corrections to our sample data Z is the so called atomic number correction – is made up of stopping power and backscatter terms A is the absorption correction – takes into account that some of the X-rays produced in sample volume don’t make it out of the sample F is the fluorescence correction – corrects for X-ray induced excitation in the sample There is an alternate correction process utilized by many of the modern probes – it is the “Phi–rho-z” method, it basically combines the Z and A effects into one method, you still need to do the fluorescence correction as well Software packages included with all modern probes make the corrections for you (Buyer beware!)