元素分析 | EDS 元素分析 | Thermo Fisher Scientific

元素分析是能量色散 X 射线光谱（EDS，也称为 EDX 或 XEDS）的基本应用。借助 EDS，重要的组分信息被添加到电子显微图像中，为您提供样品的形态和化学组合概览。随着 EDS 分析越来越多地与常规电子显微术交织在一起，提高该技术的速度和灵敏度至关重要。Thermo Fisher Scientific 提供独特的 Thermo Scientific ChemiSTEM 技术，专为 S/TEM 仪器设计，以优化样品产生的 X 射线数量和检测器捕获的数量。ChemiSTEM 技术可执行快速 EDS 映射以及痕量元素检测，使用您的 S/TEM 工具扩展 EDS 分析的实用性和性能。此外，Thermo Scientific ColorSEM 技术可在 SEM 仪器上作为始终开启的功能使用，允许任何用户获取元素数据，提供了比以往更多的完整信息访问权限。

快速组分映射

更高效率的 EDS 检测系统可实现低于纳米分辨率的快速组分分析。与传统的单硅漂移探测器 (SDD) 系统相比，ChemiSTEM 技术使用 X-FEG 产生高达 5 倍的 X 射线，使用 Super-X 检测系统收集高达 10 倍的 X 射线。

左——晶体管的化学成分图，总图采集时间为 1 小时 54 分钟。在具有 500 毫秒/像素停留时间、~0.7 nm 光斑尺寸和 0.4 nA 束电流的 Si(Li) 检测器系统上拍摄 100 x 100 像素的 EDS 图。右——使用 ChemiSTEM 技术在 115 秒内拍摄的等效设备的 100 x 100 像素 EDS 图，停留时间为 5 毫秒/像素，光斑尺寸约为 0.3 nm，束电流为 1.0 nA。样品由 NXP Research 提供。

此外，与传统的硅锂 X 射线探测器相比，由于 SDD 的速度提高，ChemiSTEM 技术具有多项速度增强因素。对于同等大小和统计数据的 EDS 图，ChemiSTEM 系统提供了“小时到分钟”的全面增强。甚至感兴趣区域的实时映射也变得可行，如下例所示。

使用 Super-X 检测系统和 Velox 软件对晶体管进行实时化学成分映射。

由于传感器具有出色的灵敏度，因此可以实时处理元素分布。即使是第一次扫描也能揭示设备不同部分的化学成分。总共使用 3 次扫描来生成最终的复合图和单元素图。

微量元素检测

Super-X 检测系统具有 4 个 SDD，可显著提高灵敏度，这对于微量元素检测至关重要。右侧示例突出显示了 ChemiSTEM 技术对 NIST 认证钢标准（标准参考材料 NBS No. 461）的灵敏度限制。在散装时，这种低合金钢具有以下元素的认证浓度：砷（0.028 wt.%）、钒（0.024 wt.%）和锡（0.022 wt.%）。使用 1.7 nA 的束流在 600 秒内获得全光谱，同时扫描微米大小的区域以平均整个样品微观结构的成分。

此示例表明，在合理的 10 分钟总采集时间内，可以实现低浓度（低至 ~0.02 wt.%）的微量元素检测。