Instrument variații
Există două metode comune de interesant pe bază de electroni de pe suprafața atomi. Primul este de a utiliza un fascicul de electroni de mare energie ca Cel într-un microscop electronic cu baleiaj (SEM). Fasciculul este produs de un pistol de electroni, în care electronii emise termionic de la un catod fierbinte sunt ghidați în jos pe coloană de un câmp electric și focalizați de o serie de „lentile” încărcate negativ.,”Razele X emise de probă lovesc o placă de joncțiune p-i-n cu siliciu plutit în litiu. Aceasta promovează electronii din placă în banda de conducere, inducând o tensiune proporțională cu energia razelor X care afectează, în general, între aproximativ 1 și 10 keV. Detectorul este răcit la temperaturi de azot lichid pentru a reduce zgomotul electronic cauzat de excitațiile termice.de asemenea, este posibil să se utilizeze raze X pentru a excita electronii de bază până la punctul de ionizare., În această variantă, cunoscut sub numele de energy-dispersive X-ray fluorescence analysis (EDXRFA sau XRF), electronul coloana este înlocuit cu un tub de raze X și raze X emise de probă, ca răspuns la bombardamentele sunt numite secundare raze X, dar aceste variante sunt identice.indiferent de metoda de excitație, interacțiunile ulterioare dintre razele X emise și probă pot duce la o rezoluție slabă în spectrul de raze X, producând o curbă asemănătoare Gaussiei în loc de un vârf ascuțit., Într-adevăr, această răspândire a energiei în eșantion combinată cu penetrarea fasciculului de electroni sau raze X conduce la analiza unui volum de aproximativ 1 µm3 în loc de numai caracteristicile suprafeței. Lărgirea vârfurilor poate duce la suprapunerea vârfurilor și la un spectru în general înșelător. În cazurile în care un spectru EDS normal este rezolvat necorespunzător, poate fi utilizată o tehnică numită spectroscopie cu raze X dispersive de lungime de undă (WDS). Instrumentul necesar este foarte similar cu cele discutate mai sus și poate utiliza fie metoda de excitație., Diferența majoră este că, în loc ca razele X emise de probă să lovească direct detectorul, ele întâlnesc mai întâi un cristal analitic cu dimensiuni de zăbrele cunoscute. Legea lui Bragg prezice că cele mai puternice reflecții de pe cristal vor avea loc pentru lungimi de undă, astfel încât diferența de cale dintre razele care reflectă din straturile consecutive din zăbrele este egală cu un număr integral de lungimi de undă., Aceasta este reprezentată matematic ca \ref{1}, Unde n este un număr întreg, λ este lungimea de undă a luminii care afectează, d este distanța dintre straturile din zăbrele și θ este unghiul de incidență. Variabilele relevante pentru ecuație sunt etichetate în figura \(\PageIndex{3}\).
\
Prin mutarea de cristal și detectorul jurul cerc Rowland, spectrometrul poate fi reglat pentru a examina anumite lungimi de undă (\ref{1})., În general, o scanare inițială pe toate lungimile de undă este luată mai întâi, iar apoi instrumentul este programat să examineze mai îndeaproape lungimile de undă care au produs vârfuri puternice. Rezoluția disponibilă cu WDS este cu aproximativ un ordin de mărime mai bună decât cu EDS, deoarece cristalul analitic ajută la filtrarea zgomotului interacțiunilor ulterioare, non-caracteristice. Pentru claritate, „spectroscopia cu raze X” va fi utilizată pentru a se referi la toate variantele tehnice discutate, iar punctele făcute despre EDS vor rămâne valabile pentru XRF, dacă nu se specifică altfel.,