扫描电镜 EDS 能谱技术的原理及分析方法
能谱仪(EDS,Energy Dispersive Spectrometer)可以用来对材料微区成分元素种类与含量进行分析，常配合扫描电子显微镜与透射电子显微镜使用。
能量色散谱仪(energy dispersive spectrometer: EDS)是一种X射线能谱分析仪器。在电子与物质相互作用时，采用能聚焦的入射电子可以激发初级X射线，不同元素发射出来的特征X射线波长不同，能量也不同。依据 X 射线能量差异实现谱线分离的分析方法，称为 X 射线能量色散分析，对应的分析设备即为能量色散谱仪。
能级跃迁过程示意图
EDS 核心组成单元包含半导体探测器与多道脉冲高度分析器，依靠二者区分不同能量的特征 X 射线。相较于波长色散谱仪（WDS），EDS 能量分辨率更低，但分析速度优势显著，检测效率可提升约 10 倍；如果进行物相鉴定，只需几分钟就可以得到被测物质的全部衍射花样。
1.能快速、同时对各种试样的微区内B-U的所有元素，进行定性、定量分析，几分钟即可完成。
EDS分析是利用元素的特征X射线，而氢和氦原子只有K层电子，不能产生特征 X 射线，所以无法进行成分分析，锂(Li)和铍(Be)虽然能产生X射线，但产生的特征X射线波长太长，能量小，通常无法进行检测，目前元素分析元素范围一般从硼(B)-铀(Ｕ)。
在这里提醒一下，一般以谱图上出峰来判断是否有该元素，对于某些元素，有时在选中元素后即使没有也会显示含量，如果在谱图上没有出峰，大概率是误差，不应认为有该元素。
2.对试样与探测器的几何位置要求低：对WD的要求不是很严格；可以在低倍率下获得X射线扫描、面分布结果。
3.能谱所需探针电流小：对电子束照射后易损伤的试样，例如生物试样、快离子导体试样、玻璃等损伤小。
4.检测限一般为0.1%-0.5%，中等原子序数的无重叠峰主元素的定量相误差约为2%。
电子束（探针）固定在试样感兴趣的点上，进行定性或定量分析。该方法准确度高，用于显微结构的成份分析，对低含量元素定量的试样，只能用点分析。
电子束沿一条分析线进行扫描时，能获得元素含量变化的线分布曲线。结果和试样形貌对照分析，能直观地获得元素再不同相或区域内的分布。
电子束在试样表面扫描时，元素在试样表面的分布能在屏幕上以亮度（或彩色）分布显示出来（定性分析），亮度越亮，说明元素含量越高。研究材料中杂质、相的分布和元素偏析常用此方法。面分布常常与形貌对照分析。
小结：点、线、面分析方法用途不同，检测灵敏度也不同；
定点分析灵敏度最高，面扫描分析灵敏度最低，但观察元素分布最直观。
实际操作中要根据试样特点及分析目的合理选择分析方法。
材料科学与工程技术
展源
何发
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