扫描电子显微镜(SEM)配备的能谱仪(EDS)的能量分辨率是衡量其区分相邻能量峰能力的关键指标,通常以特定能量峰的半高全宽(FWHM)表示,单位为电子伏特(eV)。

目前主流的硅漂移探测器(SDD)在标准测试条件下(如Mn Kα线,5.89 keV),其能量分辨率通常在120-150 eV范围内。更高端的探测器可接近120 eV,而传统Si(Li)探测器约为130-150 eV。以下是典型能谱仪性能对比:
| 探测器类型 | 能量分辨率(Mn Kα,eV) | 最大计数率(kcps) | 制冷方式 |
|---|---|---|---|
| 传统Si(Li) | 130-150 | 2-5 | 液氮制冷 |
| 标准SDD | 125-135 | 100-500 | 电制冷 |
| 高性能SDD | 120-125 | >500 | 电制冷 |
影响能量分辨率的关键因素包括:
1. 探测器材料与工艺:SDD的电荷收集效率优于传统Si(Li),减少了信号损失。
2. 电子束参数:高束流会提高计数率但可能导致分辨率下降。
3. 信号处理系统:数字脉冲处理器通过优化滤波时间常数可平衡分辨率与计数率。
4. 冷却稳定性:探测器温度波动需控制在±0.1°C以内,以降低噪声。
扩展说明:
• 波谱仪(WDS)作为替代技术,分辨率可达2-10 eV,但分析速度显著低于EDS。
• 国际标准ISO 15632规定了EDS性能测试方法,要求使用Mn Kα或Cu Kα作为参考峰。
• 现代大面积SDD探测器(如100 mm²)通过多通道设计,可在高计数率下保持分辨率优于130 eV。
典型场景中的分辨率表现:
• 轻元素分析(如C Kα, 277 eV):分辨率需≤130 eV才能区分B(183 eV)和C峰。
• 重元素相邻峰分离(如S Kα和Mo Lα):峰间距需>3倍FWHM才能实现有效识别。

查看详情

查看详情