SEM元素分析中WDS 的替代分析方案

波长色散光谱（WDS）是一种历史悠久且广受信赖的材料表征分析技术。

WDS具有出色的能量分辨率，即使在复杂的样品基体中，也能可靠地分离重叠峰并精确识别元素。此外，WDS还具有极高的峰背比，能够检测低含量水平的重叠元素。基于平行光光学设计的WDS还具有极高的轻元素检测效率，因此成为低加速电压、低束流条件下进行分析的首选技术，广泛适用于多种应用领域。

然而，这些性能优势也伴随着相当大的局限性。WDS采用按顺序逐个波长扫描的方式采集谱图，相较于能量色散 X 射线探测器（EDS）的全谱同步采集，其测量速度受到根本性的限制。此外，由于WDS技术本质上是一种基于标准样品的分析技术，无法在无标样定量分析模式下运行，因此用户需要具备相当的专业知识，才能进行精确的仪器校准、选择合适的标准样品，并完成准确的定量分析。

现代无窗 EDS 探测器结合微区 XRF 光源，可有效克服 WDS 的典型局限同时保持优异的分析性能。这种集成方法为常规和先进材料分析提供了一种高效、灵活且具有成本优势的替代方案。该方案支持快速、高通量的元素面分布分析和全谱采集；借助微区 XRF 激发，可获得优异的分析灵敏度，而无窗 EDS 则能够实现出色的轻元素检测性能。这两项技术均可无缝集成到现有的SEM平台中，且所需的校准、光路校准和维护工作远少于 WDS。同时，它们支持无标样定量分析，并免除了流气正比计数器气体等等耗材。

通过移除探测器窗口，低能端X射线的吸收被大幅降低，从而显著提高了对轻元素和超轻元素的检测灵敏度。

结合现代多芯片探测器架构、大立体角以及高计数率能力，无窗 EDS 实现了分析效率的显著提升：与传统 EDS 系统相比，其对轻元素的效率通常可提高约 3 倍，而像铍（Be）这样的超轻元素检测效率最高可提高约 16 倍。

此外，全谱同步采集能力使无窗 EDS即使在较低的加速电压和束流条件下也能实现快速测量。这使得无窗口 EDS 成为分析束流敏感材料和进行高速元素面扫描（Mapping）的绝佳选择，同样也适用于兼顾分析效率与准确性的常规检测工作。

布鲁克在单台探测器独立校准和 EDS 谱峰解卷积算法方面拥有超过 20 年的技术积累和丰富经验。

在此含有 Si 夹杂物的 TaSi₂ 样品中，由于主要的 Si-K 线和 Ta-M 线之间的能量仅相差 28 eV ，因此将 Ta 与 Si 分离颇具挑战性。

虽然 WDS 能够通过其较高的能量分辨率从物理上分辨重叠峰，但现代 EDS 谱峰解卷积算法同样能够将 Ta 与 Si 的谱峰分离，而且速度更快。WDS 需要数分钟完成的分析，EDS 仅需数秒即可完成。

采用搭载 XFlash® 7100 oval 无窗 EDS 探测器的 QUANTAX EDS 分析系统，即使是对轻元素和超轻元素进行定量分析与面扫描，也能在比 WDS 分析更短的时间内高效完成。

如果您希望进一步了解无窗 EDS 探测器在您的应用中的优势，请联系我们的布鲁克专家。

SEM微区X射线荧光光谱（Micro-XRF）技术将高效 X 射线激发与 EDS 全谱同步采集相结合。从而实现高灵敏度分析和极低的谱图背景，使痕量元素检测能力低至 ppm 量级。

SEM 微区XRF技术对中高原子序数范围的元素分析具有更高效率，并能够更高效地激发高能K线和L线。与低能段相比，这些高能区域出现谱峰重叠的情况更少。因此，对于许多应用而言，WDS 级别的超高能量分辨率并非必需。同时，激发全 X 射线谱线并观察多个特征线系的能力，可以提高元素存在判定的可靠性。

使用配备XTrace 2的QUANTAX Micro-XRF系统，可在显著短于 WDS 分析的时间内完成痕量元素分析与元素分布成像，并实现对分离X 射线谱线的检测。

如果您希望进一步了解 SEM 微区 XRF 在您的应用中的优势，请联系我们的布鲁克专家。

无窗EDS与微区XRF技术相辅相成，能够直接解决传统 WDS 系统面临的主要局限。

二者结合可提供更快速、更高效、更具成本优势的元素分析解决方案，在轻元素检测和痕量元素定量方面均具备出色的灵敏度。

使用的系统和探测器：

• QUANTAX EDS系统中的硬件部分配备无窗XFlash^® 7100oval EDS探测器。
• QUANTAX Micro-XRF SEM微区X射线荧光光谱系统中的硬件部分配备XTrace 2 X射线源