【实验室奇妙之旅】电子探针基本介绍

学术   2024-10-07 18:01   北京  



文章来源:石头科普工作室

原文作者:倪怀玮教授课题组


本文介绍了电子探针的主要原理及应用。



电子探针分析仪是广泛应用于材料科学、地球科学等领域的基础研究工具。它主要是利用聚焦的电子束去轰击固体样品表面,激发出样品中各种元素的特征X射线,再通过对X射线的波长和强度检测,实现对样品中元素组成和含量的测定。同时,激发出的二次电子、背散射电子也可以成像,提供样品表面高分辨率的形貌信息。


电子探针结构示意图

在地球科学领域,电子探针主要应用于地质样品中的主量元素分析,如硅酸盐、硫化物、碳酸盐、磷酸盐、硼酸盐、氧化物等矿物,以及天然或高温高压实验合成的硅酸盐玻璃等。也可用于金属材料、合成材料等固体样品的分析。

本设备采用肖特基场发射电子枪,能够实现40倍至30万倍放大的电子成像,二次电子图像分辨率达到20 nm(10 kV, 10 nA);配备5道波谱仪,共12块分光晶体,其中4块人造晶体专用于Be-F的轻元素测量;波谱仪包括100 mm和140 mm两种半径罗兰圆,兼具高分辨和高灵敏检测能力,可测量元素从Be到U; 定量分析空间分辨率达1 μm, 主量元素分析误差小于1%,微量元素检出限可达50 ppm。配备的30 mm2能谱仪可以进行快速定性检测及面扫描。专用先进分析软件Probesoft 可以实现复杂条件下的开发性分析。 

中国科学技术大学电子探针实验室

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