[SEM-EDX]エネルギー分散型X線分光法(SEM)

SEM-EDX:Energy Dispersive X-ray Spectroscopy

装置外観

特徴

EDXは、電子線照射により発生する特性X線を検出し、エネルギーで分光することによって、元素分析や組成分析を行う手法です。EDS: Energy Dispersive X-ray Spectroscopyとも呼ばれます。
多くの場合、SEMまたはTEMに付属しており、本資料ではSEM付属のEDXについて解説します。

  • 測定範囲の全エネルギー(B~U)が同時に短時間で測定可能
  • 検出効率に優れているので、少ないプローブ電流で測定が可能
  • 特殊な試料を除き、前処理不要で手軽に分析を行える
  • 未知試料の分析に適している
  • クライオホルダーを用いることで凍結・冷却した状態で測定可能

適用例

  • 異物の組成分析
  • 面分析による元素分布の可視化
  • 面分析によるマイグレーションの可視化
  • 定性分析から更に半定量分析
  • 層構造の同定
  • 異常層、残渣の成分特定

原理

EDXは電子線照射により発生する特性X線をエネルギーで分光し、検出します。特定X線のエネルギーは元素固有なので、試料を構成する元素の同定が行えます。また、強度から組成に関する情報が得られます。

特性X線発生の過程

基底状態の原子に電子線を照射する(1)と、ある確率で、内殻電子を原子外に励起し、内殻に空孔が生じます(2)。内殻に空孔を持つ状態はエネルギー的に不安定なため、外殻電子が内殻に遷移します(3)。その際、遷移前の状態と遷移後の状態のエネルギー差に相当する特性X線を放出します(4)。特性X線は元素により固有のエネルギーを持つので、これを測定することにより元素分析を行うことができます。

特性X線発生の過程

データ例

定性分析: 玄武岩の測定

定性分析: 玄武岩の測定

線分析: 玄武岩中Si, Fe

線分析: 玄武岩中Si, Fe

クライオ面分析: BBクリーム

クライオ面分析: BBクリーム

面分析: 玄武岩中Si, Fe

面分析: 玄武岩中Si, Fe

データ形式

  • PDFファイル、JPEGファイル、Wordファイル
    ※装置により異なる

仕様

検出可能元素 B~U
搬入可能試料サイズ 直径50mmφ、高さ20mm程度(装置により異なる)
測定可能領域 数十nm~数百μm
検出深さ 数nm~数百nm~数μm(元素・加速電圧による)
検出下限 1atomic%程度(点分析の場合、元素による)
加速電圧 3~30kV
エネルギー分解能 130~140eV程度

必要情報

  1. 目的/測定内容
  2. 試料情報
    (1)数量・予備試料の有無など
    (2)着目元素・試料サイズ・層構造・膜厚・破壊可否など
    (3)注意事項
  3. 納期
    (1)ご希望の速報納期
    (2)注意事項
  4. その他の留意点

注意点

  • 液体でも冷却して固体化させることで分析できる可能性があります。
  • 気体の分析はできません。
  • 絶縁物試料は帯電を防止するために導電性処理を行います。
  • 試料内部における電子線の広がりによって、バルク試料では数百nm~数μm程度の領域の情報を検出します。
  • エネルギー分解能が130~140eV程度とWDXに比べると一桁劣るため、ピークの重なりにより元素の判別が困難なケースがあります。

[SEM-EDX]エネルギー分散型X線分光法(SEM)の分析事例はこちらからご覧ください。

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