eels是什么测试

2022-07-11
铄思百检测

eels是什么测试

什么是EELS?

电子能量损失谱( Electron energy-lossspectroscopy, EELS是一种基于扫描电子显微镜(STEM)的强大的谱学分析技术。

EELS的原理

入射电子穿透样品时,与样品发生非弹性相互作用,电子将损失一部分能量。如果对出射电子按其损失的能量进行统计计数,便得到电子的能量损失谱。由于非弹性散射电子大都集中分布在一个顶角很小的圆锥内,适当地放置探头, EELS 的接受效率会很高,相比 EDS分析, EELS 的记谱时间更短,特别是用于小束斑分析薄样品时;另外, EDS 在探测轻元素( Z11)时只有 1%的信号能接收到,且谱线重叠比较严重,而 EELS 的能量分辨率(1eV)远高于 EDS 130eV),因此,EELS 在探测轻元素方面更有优势;而且,除了对样品进行定性和定量的成分分析外, EELS 的精细结构还可提供元素的化学键态、最近邻原子配位等结构信息,这是其他电子显微分析方法所不能比拟的。


将要研究的材料置于电子显微镜中,用一束动能分布很窄的电子轰击。一部分入射电子经历非弹性散射,其动能发生改变(通常是减小)。动能损失的机理有很多,包括:电子-声子相互作用,带内或带间散射,电子-等离子体相互作用,内壳层电子电离,及切连科夫辐射。电子的能量损失可以被电子谱仪定量的测量出来。内壳层电子电离引起的非弹性散射对于分析材料的元素构成尤为有用。比方说,碳原子的1s电子电离能为285eV。如果285eV的动能损失被探测到,则材料中一定存在碳元素。





EELS的结构组成

EELS的结构大体上可以分为三部分:电子源(TEM部分)、能量分析器(谱仪部分)和记录系统(探测器部分)


EELS EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy)也可以用与元素分析,尤其善于分辨重元素。与EDX相比,EELS对于轻元素分辨效果更好,能量分辨率也好出1-2个量级。由于EELS电子伏甚至亚电子伏的分辨率,它可以用于元素价态分析,而这是 EDX不擅长的。

其他用途EELS也可以用来测量薄膜厚度。不难证明,没有经历非弹性散射的电子数目随样品厚度指数衰减。而这部分电子的相对数目可以通过计算零损失峰的面积l与整个谱的面积之比I0而获得。利用公式:WO=Exp(-tl)I是非弹性散射长度,与材料特性有关;样品厚度t因此可以计算出来。