如果要分析材料微區(qū)成分元素種類(lèi)與含量，往往有多種方法，打能譜就是我們最常用的手段。

能譜具有操作簡(jiǎn)單、分析速度快以及結(jié)果直觀等特點(diǎn)，最重要的是其價(jià)格相比于高大上的電鏡來(lái)說(shuō)更為低廉，因此能譜也成為了目前電鏡的標(biāo)配。

今天這篇文章集齊了有關(guān)能譜（EDS）的各種問(wèn)題，希望能給大家?guī)?lái)幫助。

Q1:能譜的縮寫(xiě)是EDS還是EDX？

開(kāi)始的時(shí)候能譜的縮寫(xiě)有很多，比如EDS，EDX，EDAX等，大家對(duì)此也都心照不宣，知道ED就是Energy Dispersive，后面因?yàn)閄-ray Analysis和Spectrum這幾個(gè)詞的不同用法，導(dǎo)致了縮寫(xiě)的不同。而且相應(yīng)的漢譯也有很多，比如能量色散譜，能量散射譜等等。

不過(guò)，到了2004年左右，相關(guān)協(xié)會(huì)規(guī)定，EDS就是能譜或者能譜儀，EDX就是能譜學(xué)，Dispersive就不去翻譯。

這樣EDS就應(yīng)該是文章里的正規(guī)用法，而現(xiàn)在有很多文章仍然使用其他說(shuō)法，有約定俗成的味道，大家知道怎么回事就行了。

Q2:TEM的能譜誤差比SEM的小嗎？

A2:因?yàn)楹芏嗳酥繲EM的分辨率高，所以認(rèn)為T(mén)EM所配能譜的分辨率高于SEM。這可以說(shuō)是一個(gè)非常錯(cuò)誤的論斷。

同樣廠家的能譜，同一時(shí)期的產(chǎn)品，用于TEM的分辨率通常要低于SEM幾個(gè)eV，誠(chéng)然，TEM可能會(huì)觀察到更小的細(xì)節(jié)，但這只是能譜分析范圍的精準(zhǔn)，并不代表能譜的分辨率高。SEM的樣品比較容易制備，而且跟厚度關(guān)系不大，一般電子束深入樣品的高度為幾個(gè)微米，定量時(shí)可以放相應(yīng)樣品的標(biāo)樣（比如純Si就用純Si標(biāo)樣，MgO就用MgO標(biāo)樣，有很多國(guó)家級(jí)標(biāo)樣供選擇）來(lái)做校正。比較重的元素諸如很多金屬和稀土元素的分析結(jié)果可以認(rèn)為是定量的。

上海硅酸鹽研究所的李香庭教授對(duì)SEM和電子探針的EDS分析結(jié)果做過(guò)比較系統(tǒng)的講述，我摘抄如下：

EDS分析的最低含量是0.x%（注：這個(gè)x是因元素不同而有所變化的。）

“電子探針和掃描電鏡X射線能譜定量分析通則”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了EDS的定量分析的允許誤差（不包括含超輕元素的試樣）。對(duì)平坦的無(wú)水、致密、穩(wěn)定和導(dǎo)電良好的試樣，定量分析總量誤差小于±3％。

另外，EDS分析的相對(duì)誤差也有相應(yīng)的規(guī)定：

a) 主元素(>20%wt)允許的相對(duì)誤差≤±5％。

b) ±3%wt ≤含量≤ 20%wt的元素，允許的相對(duì)誤差≤ 10％。

c) ±1%wt≤含量≤ 3%wt的元素，允許的相對(duì)誤差≤ 30％。

d) ±0.5%wt≤含量≤ 1%wt的元素，允許的相對(duì)誤差≤ 50％。

對(duì)于不平坦試樣，可用三點(diǎn)分析結(jié)果的的平均值表示，或在總量誤差小于等于±5％的情況下，如確認(rèn)沒(méi)有漏測(cè)元素時(shí)，允許使用歸一化值作為定量分析結(jié)果。偏差大于±5％，只能作為半定量結(jié)果處理。

但很多時(shí)候并沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)樣，也就用數(shù)據(jù)庫(kù)里的標(biāo)樣數(shù)據(jù)直接用來(lái)定量，稱(chēng)為無(wú)標(biāo)樣定量。“雖然無(wú)標(biāo)樣定量分析方法現(xiàn)在無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但在不平試樣、粉體試樣及要求不高的一般分析研究中，應(yīng)用還比較廣泛,現(xiàn)在正在考慮制定“EDS無(wú)標(biāo)樣定量分析方法”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?！?

TEM的樣品多數(shù)是薄樣品，這對(duì)于分析來(lái)說(shuō)似乎是件好事，因?yàn)榭梢詼p少干擾，但定量的時(shí)候需要考慮樣品厚度，反而又是個(gè)難題，因?yàn)楹茈y準(zhǔn)確得出微區(qū)上的樣品厚度，這就給定量帶來(lái)了很大難題，而且就是有標(biāo)樣，也因?yàn)闊o(wú)法做出相應(yīng)厚度的樣品去對(duì)應(yīng)比較，就我所知，國(guó)家級(jí)的TEM標(biāo)樣還沒(méi)有一個(gè)。

這樣，大家應(yīng)該就能理解，對(duì)于很多樣品，TEM的EDS分析就是半定量的，對(duì)于輕元素，甚至只能定性，大家能做到的，就是選取適當(dāng)合理的分析工具，盡量找到干擾小的區(qū)域，取多點(diǎn)分析平均(最好隨機(jī)取20點(diǎn)以上），以盡量減少誤差。

Q3:EDS的譜峰有很多峰位對(duì)應(yīng)于一個(gè)元素，是不是說(shuō)明這個(gè)元素含量很高？

看了EDS的原理這個(gè)問(wèn)題就會(huì)明白。

EDS是一個(gè)電子殼層的電子被外來(lái)粒子或者能量激發(fā)，留下一個(gè)空位，然后外層電子躍遷至這個(gè)空位，同時(shí)就會(huì)放出特征X射線，這樣不同殼層之間的電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的能量差就會(huì)有不同的譜線，EDS譜線就是把這些特征X射線脈沖的累積分開(kāi)得到的。

這樣一來(lái)，譜線越多，說(shuō)明外面的電子占有殼層越多。而定量分析時(shí)是根據(jù)不同元素來(lái)選擇不同線系的譜峰強(qiáng)度以及這個(gè)元素的響應(yīng)值來(lái)做計(jì)算的，所以譜峰多跟元素含量沒(méi)有關(guān)系。

Q4:EDS的譜峰里面看不到前面的譜峰（比如<8 keV），是不是說(shuō)明所選微區(qū)里前面的輕元素壓根沒(méi)有或者很少？

這個(gè)就要注意是否選取的樣品位置周?chē)写箢w?；蛘咂渌窠橘|(zhì)的存在，吸收了本來(lái)產(chǎn)率就低的輕元素X射線，對(duì)譜峰結(jié)果產(chǎn)生了嚴(yán)重干擾。