主题：【原创】对EDS元素定量分析的一些认识

今天第一次进入这个论坛，也发现了一些很有意义的帖子。我也对自己相对熟悉点的领域写了几个帖子，与大家分享。
对任何分析仪器来说，定性问题容易解决，但遇到定量化问题，事情就变得异常复杂。EDS定量分析在目前也是个很有挑战性的问题，主要原因是目前EDS定量化理论就不完善，并且EDS定量化涉及到众多因素的影响。EDS的定量化目前主要还是以Cliff-Lorimer K因子为基础，但K因子不是常数，它和样品，电镜以及EDS探测器都有关系。样品包括样品成份，测量点的样品厚度等。电镜则包括加速电压，样品在电镜中的位置（主要是考虑减小x光的吸收以及减小二次荧光等）。EDS探测器的影响更大，其作用可以用探测器效率来表示，包括固体收集角（solid collection angle，角度越大则探测器效率越高），取出（take-off）角，窗口类型，窗口是否结霜等。当样品比较厚的时候，就应该考虑吸收校正以及荧光校正（数学处理比较复杂）。下面我简单介绍一下EDS定量分析的过程。
(1)首先要有标样。标样就是和你要分析的样品有相近的成份的标准样。标准样的成份要已知，并且厚度要已知，一般可以从美国国家标准局或者国内的相关单位购买。然后测量标准样品的K因子。测量的时候要注意以下几点，(1)首先测量hole count，反应了在样品还没有被激发时电镜电子束流本身对EDS探测器计数的影响（2）对要测量成份的样品（一般是楔形样品），EDS探头要对着样品的薄区（减小特征x光逸出样品的路径，从而减小吸收）。（3）被测量元素的计数一般应在105以上，一般活时间live time要大于100秒。（4）计算K因子的时候考虑吸收校正。（5）多点测量。如果没有标样，那么利用确切已知成份的晶体也可，但必须知道厚度。
（2）相同测量条件下测量自己的样品，得到元素的K峰的强度，经过吸收校正，利用已得到的标准样的K因子，得到自己样品的元素含量。
一般EDS配备的软件给出的定量结果可以作为参考值来使用，因为其置信度不高，特别是对于超轻元素，B, C, N, O等，因为超轻元素的荧光产额低，并且吸收严重，所以EDS很难给出准确结果。
最近有人参考电子探针的元素定量分析原理对Cliff-Lorimer因子做了改进，提出了一个新的因子，实际就是质量厚度。这种方法优点很多，测量时不需要预先知道样品厚度，可以同时测量出样品中元素的含量以及测量点的厚度（在测量点密度已知的情况下），并且这种方法对超轻元素的测量结果也相对准确，但这种方法最大的缺点在于，必须准确知道电子束流强度。EELS中的Faraday cup可以测量束流强度，所以这种方法对没有配备EELS的电镜是不适用的。有兴趣者可参考 M. Watanabe and D.B. Williams, J. Micro., Vol. 221, 2006, pp 89.
今天想到哪就写到哪，可能会有一些遗漏或不太准确的地方。希望能对有兴趣的研究者提供一些有意义的信息。