电子探针的原理

电子探针全称电子探针X 射线显微分析仪，英文简称为EPMA，主要用途是透过显微观察固体物质的特性，与扫描电镜一样同属微束分析仪器的一种，已逐渐被实验室作为通用分析仪器之一。其优点在于能够观察样品表面的形貌特征、进行微区成分的相关分析等，实现对材料的定性、定量、线、面等分析。除此之外，电子探针还能够对样品表面呈现的二次电子像、X-ray 像、吸收电子像、背散射电子像等进行观察和分析。电子探针在对物品进行观察和分析时，通常采用磨平或抛光等处理手段使样品表面保持光滑平整，以此得到类纳米级别的微观相分布，便于分析领域的人员对微观区域的准确定位与分析。随着分辨率的提高，电子探针分析方法已在冶金、地质侦探、半导体材料、化工化学、生物医学等领域拓展，并发挥着重要的分析作用。

电子探针的原理

电子探针的工作原理为，当汇聚的直径较细的一束电子束对样品表面进行轰击时，入射电子将与样品的原子核乃至核外电子发生弹性或非弹性的散射作用，使样品形貌特征、内部结构、元素成分等信息被激发反射出来，具体如二次电子、特征X射线、背散射电子等。其配备的显微镜，能够帮助分析工作者直接对样品实施分析，使分析的试样置于罗兰圆或聚焦圆上，使材料定量分析的准确性得到保证，后续还需利用波谱仪或能谱仪对样品反射出的光波信号与不同成分的光波信号相比对和分析，从而确定出微小区域内成分的种类及含量。

高能电子束入射到样品表面激发产生的X射线具有确定的特征波长和能量。由莫塞莱定律可知，ν1/2＝R（Z-σ），式中ν 为X射线频率，Z为原子序数，R和σ 为常数，且σ 约等于1。又λ=c/ν，ε=hν，式中c 为光速，h 为普朗克常数，λ 为特征X射线的波长，ε 为特征X射线的能量。

可以看出，电子探针激发样品表面产生的特征X射线波长和能量取决于样品元素的原子序数，只要知道样品中激发出的特征X射线的波长或能量就能确定试样中的待测元素，测量特征X射线强度就可以确定相应的元素含量，这就是电子探针的基本原理。