电子探针的研制现状与分析

葛祥坤

(核工业北京地质研究院,北京 100029)

0 引言

电子探针(EPMA)是一种基于一束高能电子与物质相互作用的原理基础上发展起来的一门现代化仪器分析技术,即一束聚焦的高能电子束轰击样品时,会产生特征X射线、背散射电子、二次电子等反映样品成分、形貌信息的信号。通过检测各种特征X射线的波长或者能量及其强度,可以进行样品元素组成的定性、定量分析;通过检测背散射电子,可以形成反映样品平均原子序数的背散射电子图像,帮助区分不同元素组成的区域;通过检测二次电子,可以形成反映样品形貌信息的二次电子图像等。

电子探针分析具有微区、原位、无损、分析速度快、分析元素范围广、定量分析准确度高等特点,是固体物质微区原位元素组成定量分析的主要技术手段,与当前广泛应用的激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术和二次离子质谱(SIMS)技术相互补充(表1),广泛应用于地质[1-4]、材料[5-10]、冶金[11-12]、矿产[13-15]、宝石[16-17]考古[18]等领域。仪器厂商主要有法国卡梅卡公司、日本电子公司和日本岛津公司,其中法国卡梅卡公司已于2022年5月宣布停止常规电子探针的销售。电子探针的结构复杂,技术门槛高,目前我国还不具备生产电子探针的技术能力,完全依赖于进口,但随着我国大型仪器设备研制水平的不断提高以及国家对“卡脖子”技术的支持力度不断加大,我国的电子探针研制将会提上日程。本文重点梳理电子探针的研制历史与现状,以期为我国将来的研制提供借鉴。……