关于电子探针

电子探针，更正式地称为电子探针微型分析仪（EPMA），是基于传统的扫描电子显微镜（SEM）的电子光学柱，但包含了一个专门为精确、定量的固体材料化学分析而设计的硬件。通过分解其首字母缩略词的组成部分，可以最容易地解释该工具的应用。

与扫描电子显微镜一样，EPMA使用初级电子束来刺激信号发射。然而，EPMA的一个重要功能是能够将光束固定在一个固定的“点”或用户定义大小的探头上，并自动监测和调节电流。这允许选择单一地点辐照在一个恒定的电子通量随时间。

使用我们的仪器，固定光斑的直径可以在0.2到20.0 mm的范围内变化。[虽然有更大的光斑尺寸，但通常不推荐使用。较大区域的定量分析通常是通过对小点的重复分析或将样品移动到固定光束下来完成的。因此，EPMA不提供大量的化学分析，而是提供小区域的信息。

EPMA的化学分析是通过检测和计数样品原子中的电子跃迁（从外轨道到内轨道）产生的荧光x射线来完成的，电子轰击（由主光束）刺激了跃迁。因为给定元素原子的电子轨道能级是固有的，所以荧光x射线也有特征能量。作为电磁辐射的一种形式，x射线表现出粒子和波的性质，允许两种不同的检测方法。粒子样的特性允许在能量的基础上进行分离，使用称为能量色散x射线分析仪（EDXA）的设备中的固态探测器。许多现代sem和我们的微探针都配备了EDXA，它具有快速分析的优势，因为它可以同时获取整个x射线光谱。该过程的快速性使其成为阶段识别的宝贵的定性工具，它也可以用于定量能力。然而，大多数元素会产生几种不同能量的荧光x射线，而且通常一种元素的x射线发射能量与另一种元素的x射线发射能量非常相似，以至于EDXA无法区分两者（称为x射线“重叠”或“干涉”）。

EPMA还可以利用一个或多个波长色散光谱仪（WDS）根据荧光x射线的波状特性进行分类：这些是上面提到的“附加硬件”。WDS通过常规周期性固体的衍射来分辨x射线，其方式与棱镜从白光中分离成分颜色的方式非常相似。因此，通过选择衍射元件的位置和平面间距，可以分辨出单个x射线发射线，并将其发送到充满气体的“闪烁型”探测器进行计数。与EDXA相比，WDS具有更高的x射线分辨率，因此对于具有重叠x射线线的元素的材料的分析来说，WDS是一个更好的工具。WDS优越的峰值/背景强度比也使其成为检测微量至痕量成分和轻元素（发射低能x射线）的首选工具，并且产生的最低检测水平通常比EDXA低1-2个数量级。

电子探针图（PDF）

EPMA的本质使其非常适合于量化复杂固体材料中的化学成分和成分异质性。除此之外，这包括诸如确定细粒度多组分材料中单个相的组成或表征大连续晶粒中的化学非均质性等任务。结合基于其成分对材料成像的能力（参见成像能力）和数字图像采集，您将获得一个非常强大的工具，用于表征和记录复杂和非均质固体中的成分和相分布。此外，传统sem中使用的二次电子成像模式的可用性为诸如相位识别，表面反应机制和组件失效分析等应用提供了地形（表面形貌）表征。