Instrument variasjoner
Det er to vanlige metoder for spennende kjernen elektroner av overflaten atomer. Den første er å bruke en høy-energi elektron bredde som den i et scanning elektronmikroskop (SEM). Strålen er produsert av et elektron pistol, der elektroner avgis thermionically fra en varm katoden blir ledet ned kolonne av et elektrisk felt og fokusert med en serie av negativt ladede «linser.,»X-stråler som slippes ut av prøven strike et litium-drev silicon p-i krysset plate. Dette fremmer elektroner i platen inn i ledende band, indusere en spenning som er proporsjonal med energien til å påvirke X-ray som generelt faller mellom ca 1 og 10 keV. Detektoren er kjølt ned til flytende nitrogen temperaturer reduserer elektronisk støy fra termisk excitations.
Det er også mulig å bruke X-stråler for å opphisse core elektroner til det punktet av ionisering., I denne varianten, kjent som energi-anvendelse røntgen fluorescens analyse (EDXRFA eller XRF), elektron-kolonnen er erstattet av en X-ray-t-og X-stråler som slippes ut av prøven i respons til bombardement kalles sekundær X-stråler, men disse variantene er ellers identiske.
Uavhengig av eksitasjon metode, senere samspillet mellom de slippes ut X-stråler, og prøven kan føre til dårlig oppløsning i X-ray spektrum, produsere en Gauss-kurve som i stedet for en skarp topp., Faktisk, dette spredning av energien i eksempel kombinert med inntrengning av elektron-eller røntgenstråling fører til analyse av en om lag 1 µm3 volum i stedet for bare på overflaten funksjoner. Topp utvidelsen kan føre til at du ikke har to topper og en generelt villedende spektrum. I tilfeller der en normal EDS spekter er ikke løst, en teknikk som kalles bølgelengde-anvendelse X-ray spektroskopi (WDS) kan brukes. Det nødvendige apparatet er svært like de som er omtalt ovenfor, og kan enten bruke eksitasjon-metoden., Den store forskjellen er at i stedet for å ha X-stråler som slippes ut av prøven treffer detektoren direkte, de første møte en analytisk crystal vet gitter dimensjoner. Braggs lov forutsier at den sterkeste refleksjoner av krystallen vil oppstå for bølgelengder slik at banen forskjellen mellom en stråler reflekteres fra påfølgende lag i gitteret er lik en integrert antall bølgelengder., Dette er representert matematisk som \ref{1}, der n er et heltall, λ er bølgelengden til impinging lys, d er avstanden mellom lagene i gitteret, og θ er vinkelen på forekomsten. Den relevante variabler for ligningen er merket i Figur \(\PageIndex{3}\).
\
Ved å flytte krystall og detektoren rundt Rowland sirkel, spektrometeret kan være innstilt til å undersøke bestemte bølgelengder (\ref{1})., Vanligvis, en innledende søk på tvers av alle bølgelengder er tatt først, og deretter apparatet er programmert for å nærmere undersøke de bølgelengder som er produsert sterk topper. Oppløsningen tilgjengelig med WDS er om en størrelsesorden bedre enn med EDS fordi den analytiske crystal bidrar til å filtrere ut støy av etterfølgende, ikke-karakteristiske interaksjoner. For klarhet, «X-ray-spektroskopi» vil bli brukt for å referere til alle de tekniske varianter bare diskutert, og punktene som er gjort om EDS vil holde sant for XRF, med mindre annet er angitt.,