Принцип действия. Основная идея метода электронного зонда состоит в том, что пучок электронов диаметром около 0,5 мкм падает на поверхность образца и

Основная идея метода электронного зонда состоит в том, что пучок электронов диаметром около 0, 5 мкм падает на поверхность образца и, взаимодействуя с его атомами, генерирует рентгеновское излучение. Измеряя длину волны и интенсивность этого излучения, можно определить, какие элементы присутствуют в образце и каковы их концентрации. Видимая площадь, в пределах которой происходит генерация рентгеновских лучей, может значительно превосходить площадь поперечного сечения падающего электронного пучка, поскольку электроны способны преодолевать в образце довольно большие расстояния, прежде чем они, взаимодействуя с атомами, возбудят рентгеновские лучи. Область возбуждения рентгеновского излучения не менее чем в три раза превышает размеры зонда и зависит от ряда факторов (рабочего напряжения, потенциала возбуждения серии, атомного номера материала образца и его плотности).

В образце могут происходить два типа соударений электронов:

1. Упругие соударения, в процессе которых электроны сталкиваются с ядрами атомов и изменяют направления своего движения, но не свою энергию. Некоторые электроны, сталкивающиеся с атомами в тонком поверхностном слое образца, отклоняются более чем на 90о и покидают образец, не возбуждая рентгеновского излучения. Этот эффект рассеивания электронов назад усиливается с ростом атомного номера рассеивающего элемента и может быть использован для получения информации о составе зондируемого образца.

2. Неупругие соударения, в процессе которых падающие электроны взаимодействуют с электронными оболочками атома, вызывают появление рентгеновских лучей. Столкновения с электронами внешних оболочек порождают непрерывный спектр рентгеновского излучения. Столкновения с электронами внутренних K, L и М - оболочек вызывают характеристическое рентгеновское излучение при условии, что энергия падающих электронов достаточно велика.

Характеристическое излучение охватывает весьма широкую область длин волн. Излучение с длиной волны меньшей 0, 5 Å не может генерироваться с помощью микрозонда, поскольку для возбуждения такого очень жесткого излучения энергия электронов в микрозонде обычно оказывается недостаточной. Обычно для определения элементов с атомными номерами Z в интервале от 11 до 36 измеряется интенсивность излучения линии K_α ; для определения элементов с атомными номерами Z > 36 измеряется интенсивность излучения линии L_{α 1}. Для определения элементов с Z < 11 требуются специальные проточные пропорциональные счетчики с очень тонкими окнами, так как трудно регистрировать мягкие рентгеновские лучи, испускаемые этими элементами. Но даже при использовании таких счетчиков чувствительность зонда для атомных номеров Z = 4…9 оказывается низкой, а типичные значения отношения линия/фон составляет около 30: 1 для кислорода и 70: 1 для углерода.