電子探針和微區分析儀

上世紀50 年代初，根據Castaing 提出的原理，在歐洲（包括前蘇聯(lián)）和美國首先制作了一種稱(chēng)為電子探針（electron probe）的儀器。它是將聚焦至直徑約為0.1～1μm 的電子束轟擊樣品，然后利用晶體對樣品所產(chǎn)生的特征X 射線(xiàn)的衍射，分析這些X 射線(xiàn)的波長(cháng)，從而確定樣品的化學(xué)成分。由于它是使用微小的電子束探測樣品表面某一微小區域的化學(xué)成分，所以形象地稱(chēng)此類(lèi)儀器為電子探針。在早期的電子探針中都用分析特征X 射線(xiàn)波長(cháng)的方法確定樣品的化學(xué)成分，這種方法稱(chēng)為波譜分析。
　　上世紀60 年代初掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope）作為商品，大大方便T 對樣品顯微形貌的觀(guān)察。同時(shí)也可利用在掃描電子顯微鏡的樣品室內電子束與樣品相互作用時(shí)產(chǎn)生的特征X 射線(xiàn)，通過(guò)波譜分析得到樣品化學(xué)成分的數據。于是觀(guān)察顯微形貌和分析微區化學(xué)成分可在同一個(gè)系統中同時(shí)進(jìn)行。亦即掃描電子顯微鏡（觀(guān)察顯微形貌）與電子探針（分析微區化學(xué)成分）這兩類(lèi)儀器開(kāi)始融合。
　　上世紀70 年代隨著(zhù)Si ( Li）探測器的出現，產(chǎn)生了能譜分析，即通過(guò)分析電子探針或掃描電子顯微鏡中樣品所產(chǎn)生的特征X 射線(xiàn)的能量，以便確定樣品的化學(xué)成分。
　　無(wú)論波譜分析或者能譜分析，分析的信號均是來(lái)自樣品的特征X 射線(xiàn)。X 射線(xiàn)是一種具有一定波長(cháng)范圍或者能量范圍的電磁波，X 射線(xiàn)的波長(cháng)和能量之間的關(guān)系為：

式中，λ為X 射線(xiàn)的波長(cháng)，nm；E 為X 射線(xiàn)的能量，keV。
　　由此可見(jiàn)，狹義地說(shuō)，電子探針是指50 年代開(kāi)始出現的那類(lèi)由電子束激發(fā)樣品的特征X 射線(xiàn)，然后用波譜分析方法確定樣品的微區化學(xué)成分的儀器。廣義地說(shuō)應把配備了波譜儀或能譜儀的掃描電子顯微鏡也歸入電子探針的范圍，因為它們也是利用經(jīng)過(guò)聚焦的細小的電子束探測樣品表面微區的化學(xué)成分。在實(shí)踐上電子探針與掃描電子顯微鏡也已沒(méi)有本質(zhì)的差別。只是稱(chēng)為電子探針的儀器主要是為了進(jìn)行微區分析，所以配備多道波譜儀；具有元素分析能力的掃描電子顯微鏡則以觀(guān)察樣品的顯微形貌為主，往往只配備一道能譜儀，或再增配一道波譜儀。