掃描電鏡是利用精細(xì)聚焦的電子束照射在樣品表面，電子束與樣品相互作用產(chǎn)生各種信號，其中包括二次電子、背散射電子、特征X射線等不同能量的光子，這些信號經(jīng)相應(yīng)的探測器接收，用于研究各種材料的微觀形貌;配上能譜儀、波譜儀等附件，可對材料元素成分進(jìn)行分析。

掃描電鏡能譜的原理

　　每個原子都有一個獨(dú)特的電子數(shù)，它們在特定位置的正常條件下存在。這些位置屬于特定的軌道，它們擁有不同的、離散的能量。

　　掃描電鏡中X射線的生成一共有兩個步驟。在diyi步中，電子束撞擊樣品并將部分能量轉(zhuǎn)移到樣品的原子上。這種能量可以被原子的電子用來“跳躍”到具有更高能量的能量軌道，或者是脫離原子。如果發(fā)生這樣的轉(zhuǎn)變，電子就會留下一個空位?？瘴幌喈?dāng)于一個正電荷，在這個過程的第二步，空位會吸引來自高能量軌道的電子填補(bǔ)進(jìn)來。當(dāng)這樣一個高能量軌道的電子填滿了低能量軌道的空位時，這種轉(zhuǎn)換的能量差可以以X射線的形式釋放出來。

　　X射線的能量是通過這兩個軌道之間能量差的特征所展現(xiàn)出來的。它取決于原子序數(shù)，是每個元素的屬性。所以，X射線是每個元素的“指紋”，可以用來識別樣品中存在的元素的類型。

掃描電鏡能譜常見問題

　　1、能譜的縮寫是EDS還是EDX?

　　開始的時候能譜的縮寫有很多，比如EDS，EDX，EDAX等，大家對此也都心照不宣，知道ED就是Energy Dispersive，后面因?yàn)閄-ray Analysis和Spectrum這幾個詞的不同用法，導(dǎo)致了縮寫的不同。而且相應(yīng)的漢譯也有很多，比如能量色散譜，能量散射譜等等。

　　不過，到了2004年左右，相關(guān)協(xié)會規(guī)定，EDS就是能譜或者能譜儀，EDX就是能譜學(xué)，Dispersive就不去翻譯。這樣EDS就應(yīng)該是文章里的正規(guī)用法，而現(xiàn)在有很多文章仍然使用其他說法，有約定俗成的味道，大家知道怎么回事就行了。

　　2、EDS的譜峰有很多峰位對應(yīng)于一個元素，是不是說明這個元素含量很高?

　　EDS是一個電子殼層的電子被外來粒子或者能量激發(fā)，留下一個空位，然后外層電子躍遷至這個空位，同時就會放出特征X射線，這樣不同殼層之間的電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的能量差就會有不同的譜線，掃描電鏡EDS譜線就是把這些特征X射線脈沖的累積分開得到的。

　　這樣一來，譜線越多，說明外面的電子占有殼層越多。而定量分析時是根據(jù)不同元素來選擇不同線系的譜峰強(qiáng)度以及這個元素的響應(yīng)值來做計(jì)算的，所以譜峰多跟元素含量沒有關(guān)系。

　　3、EDS的譜峰里面看不到前面的譜峰(比如<8keV)，是不是說明所選微區(qū)里前面的輕元素壓根沒有或者很少?

　　這個就要注意是否選取的樣品位置周圍有大顆粒或者其他厚介質(zhì)的存在，吸收了本來產(chǎn)率就低的輕元素X射線，對譜峰結(jié)果產(chǎn)生了嚴(yán)重干擾。

　　當(dāng)有這種現(xiàn)象時，可以選擇其他區(qū)域的樣品比較一下一些過渡元素的K線系和L線系，或者原地傾轉(zhuǎn)樣品，調(diào)整樣品位置，看是否有明顯的變化，以此判斷掃描電鏡原分析結(jié)果的可靠性。

　　4、譜峰里面總是出現(xiàn)一些樣品里不可能有的元素，怎么回事?

　　發(fā)生這個問題可能存在以下幾種情況：

　?、貱和O，一般空氣中都有油脂等有機(jī)物的存在，很容易吸附到樣品表面造成污染，無論透射電鏡還是掃描電鏡，都有可能看到C和O的峰。尤其透射電鏡，一般使用C膜支撐，有C再正常不過了。

　?、贏l或者Si：掃描電鏡因?yàn)槭褂肁l樣品臺或者玻璃基底，所以在樣品比較薄的區(qū)域掃譜，會有基底的信號出來。

　　③Cu和Cr：這個是透射電鏡里特有的，Cu是使用載網(wǎng)的材質(zhì)Cu導(dǎo)致的，而Cr一般認(rèn)為是樣品桿或者樣品室材質(zhì)里的微量元素導(dǎo)致的。

　?、蹷：有些時候分辨率忽然極高，看到了清晰的B峰，這要注意，因?yàn)闃悠吩趻咦V過程中大范圍移動就容易出現(xiàn)這個峰，還有如果樣品處于加熱狀態(tài)，也會有B的峰出現(xiàn)。

　?、菀恍┖茈y見到的稀土元素或者La系A(chǔ)c系元素，這很可能是因?yàn)樵胍舻姆遢^強(qiáng)，掃描電鏡的分析認(rèn)為有微量相應(yīng)能量區(qū)的元素存在，用軟件去除即可。