Forum www.stalnierdzewna.com

Witam! Czy mógłby mi pan odpowiedzieć czym się charakteryzuje i na czym polega zasada działania spektrometru typu EDS?

EDS czyli energetyczny spektrometr rentgenowski należy obecnie do coraz częściej stosowanego wyposażenia dodatkowego, rozszerzającego możliwości analityczne elektronowego mikroskopu skaningowego. Jednym z efektów fizycznych oddziaływania wysokoenergetycznych elektronów wiązki z próbką w mikroskopie analizującym, jest emisja promieniowania rentgenowskiego. Obok promieniowania ciągłego, które nie jest wykorzystywane do analizy, wzbudzane jest również promieniowanie charakterystyczne. Cechuje je ściśle określona długość fali i wielkość energii, których wartości zależą tylko od rodzaju pierwiastków zawartych w badanej próbce. Wykorzystując energetyczny spektrometr z detektorem półprzewodnikowym można w sposób elektroniczny na podstawie wielkości energii promieniowania charakterystycznego dokonać jego identyfikacji i pomiaru. Pozwala to z kolei na określenie składu chemicznego analizowanej próbki. Dlatego też często o spektrometrze takim mówi się że jest dyspersyjny ze względu na energię i używa się również nazwy: energetyczno - dyspersyjny rentgenowski – EDS. Elementem który przyczynił się do rozwoju energetycznych spektrometrów rentgenowskich jest detektor półprzewodnikowy.

Obecnie stosuje się najczęściej dwa typy detektorów półprzewodnikowych:
1. Dryftowe detektory krzemowe - Si(Li)
2. Dryftowe detektory germanowe – Ge(Li).

W detektorach występują trzy warstwy:
1. Warstwa o przewodności - typu n wzbogacona w lit.
2. Warstwa pośrednia i skompresowana litem, która stanowi obszar czynny detektora.
3. Warstwa o przewodności p - jest to obszar pozbawiony domieszki litu.

Samo działanie nie jest takie proste i może je Pani zrozumieć jeżeli faktycznie zna Pani ten temat. Promieniowanie rentgenowskie przechodząc przez obszar czynny detektora „i” traci swą energię w kolejnych aktach operacji par elektron - dziura. Panujące w obszarze „i” silne pole elektryczne wytworzone przez zaporowe spolaryzowanie detektora, rozdziela pozostałe nośniki ładunku, przesuwając elektrony na stronę „n” złącza, a dziury na stronę „p” złącza. Do powstania w krzemie pary elektron – dziura wymagana jest energia 3,6 eV; niezależnie od rodzaju i energii cząstki promieniowania całkowita ilość uwalnianych par jest natomiast liniowo proporcjonalna do energii pochłoniętego promieniowania. Dzięki tej liniowej zależności mierząc n wyjściu detektor (po liniowym wzmocnieniu i obróbce elektronicznej) otrzymaną amplitudę impulsu napięciowego, można uzyskać informację o energii padającego promieniowania. Ważną cechą omawianych detektorów jest ich wysoka sprawność, wynosząca 100 % w szerokim zakresie energii. W zakresie bardzo niskich energii sprawność detektorów półprzewodnikowych jest znacznie niższa.