李小犁

北京大学 造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京 100871

电子探针显微分析（EPMA, Electron Probe Micro Analysis/Analyzer）是分析化学中的一种常见仪器分析方法（以下简称电子探针），其最大的优点在于，能够原位（in-situ）地对样品的某个微小区域（～1 μm）进行定性和定量分析，并且不会导致明显的物理化学损坏（伤）。世界上第一台电子探针是由法国人Castaing于1951年设计制造（Castaing and Guinier, 1949; Castaing, 1951），这是电子光学技术与X射线光谱分析技术交叉融合的必然产物（Moseley, 1913; Siegbahn, 1931）。电子探针利用的是一束可聚焦到无穷细小的高能量加速电子（5～30 kV），来对试样微区进行轰击，从而激发出不同的X射线能量（光子），然后经过探测系统（分光晶体和检测器）的捕捉以及后期计算机软件分析处理，将其转换为相应的元素类型和含量信息。与此同时，在电子轰击下，也伴随有其他能量的释放（背散射电子、二次电子、透射电子、吸收电子、阴极发光等），可以提供相应的电子图像信息。电子探针分析可以在非常高的空间分辨率（二次电子图像，10 nm）条件下，同时获取微区的形貌和成分图像信息，并且不破坏样品的原结构，其所能完成的分析测试工作是其它分析化学仪器不可替代的。理论上，电子探针可以分析从4号元素铍（Be）到92号元素铀（U）之间的所有元素，几乎包含了目前已知的绝大多数元素，是现代科技发展的重要技术支撑，在物理、化学、化工、地质、材料、冶金、机械、环境、以及微电子、生物医学等领域都有广泛应用（徐萃章，1990）。电子探针分析一般利用的是元素内层电子所激发的X射线，因此其分析结果不受元素的化合价态影响。……