在日常检测中，有客户委托EDS测试，样品是电镀工件上的残留物，残留物未镍镀层，深度3微米，想测试内部元素的成分，今天我们就来详细介绍一下X射线能谱的知识，X射线能谱：英文全称是Energy Dispersive Spectroscopy，简称EDS，众所周知，EDS经常与扫描电镜，透射电镜联合使用，是一种分析物质元素常见的仪器，EDS的检测极限在0.1%，只能做半定量分析，精度一般在1%到5%，深度一般为1微米左右，EDS做微区分析时所激发的体积为10um3 左右。

EDS原理

经过加速的聚焦电子束与样品互相作用时，高能电子束轰击样品成分的内层电子，内层电子获得能量向外层电子跃迁，发生驰豫，此时内层电子缺少，因此外层电子补充回内层时，有一个能量剩余，这一剩余能量以X光子的形式发射出来。不同元素的电子层之间的能量不同，因此可根据这些特征X射线知道其组成元素，根据峰的强度可知道其相对含量。

X射线能谱仪的原理

X光子的能量在Si晶体中形成电子－空穴对，偏压收集它们形成一个电荷脉冲，经电荷灵敏前置放大器又将其转变成电压脉冲，然后由脉冲器进一步放大成形，最后由模数变换器（ADC）和多道分析器（MCA）根据电压值将脉冲分类而得到X射线能谱图。

X射线能谱分析的特点

分析样品广泛：样品固体试样、无磁性、在电子束下具有一定的化学和物理稳定性；

无损分析；

定点分析、线分布、面分布；

谱图收集过程快，同时记录整个谱图（11Na--92U)；超薄窗可检测元素范围：4Be-- 92U;

能谱分析主要用于常量成分的分析，而微量元素分析误差大；

液氮杜瓦瓶：为了降低探测器的噪音以及防止半导体中的锂在探头中的扩散，用液氮把探头和FET（场效应晶体管）冷却到大约100K；

谱峰重叠多,结合波谱分析。

EDSX射线能谱分析的特点

分析样品广泛：样品固体试样、无磁性、在电子束下具有一定的化学和物理稳定性；

无损分析；

定点分析、线分布、面分布；

谱图收集过程快，同时记录整个谱图（11Na--92U)；超薄窗可检测元素范围：4Be-- 92U;

能谱分析主要用于常量成分的分析，而微量元素分析误差大；

液氮杜瓦瓶：为了降低探测器的噪音以及防止半导体中的锂在探头中的扩散，用液氮把探头和FET（场效应晶体管）冷却到大约100K；

谱峰重叠多,结合波谱分析。

检测极限：0.1%，只能做半定量分析，精度一般在1%到5%，深度一般为1微米左右，EDS做微区分析时所激发的体积为10um3 左右。

EDS结果解析

通常给出单质形式的报告，结果中一列代表重量百分比，一列代表原子个数百分比，也即是摩尔数比，两者可以互换计算得到，其桥梁就是原子量。数据通常是给出所能检测的元素的归一化结果；但对于有机化合物通常给出非归一化的结果，即是该元素占该物质的大概百分比。

通常矿物以氧化物形式报告结果，但氧并非检测到的，而是元素通过一定的化学计量配比上去而得到的。

X射线能谱仪的应用

各学科的科学研究中：物理、化学、地质矿物学、生命科学、医学等学科；

生产过程中产品质量监控、缺陷分析，异常成分分析等；

其它方面：刑事侦察、海关、首饰鉴定等等。