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エネルギー分散型X線マイクロアナライザ

目に見えないミクロ領域の観察と成分の調査です

はじめに
この地球上の物質は、気体も液体も固体も、また生物でも金属でもすべて、元素の組合せで構成されています。地球上に存在する元素は、人造の超ウラン元素(原子番号93番以上の元素)を除くと92元素。この元素同士が結合した分子、そして数種類の分子が混ざり合った混合物が、この世に存在する数限りない物質になっているわけです。従って、得体の知れぬ物質が有ったならば、“どんな元素で構成されているのかを調べてみる”これが未知なる物質の素性を解き明かす、大きな手掛かりになるのです。本装置は、ミリからミクロの微小領域を元素分析するための、異物分析や障害解析には欠かせない分析装置です。なお、有機物に関しては同じ構成元素でも多様な組み合わせの分子構造で、無数の種類があることはご存じのとおりです。有機物の成分調査には、更に赤外分光分析や質量分析などによる構造解析が有効です。

エネルギ分散Ⅹ線マイクロアナライザの原理
真空中で試料に電子ビームをあてると、図1に示すようないろいろな信号が発生します。試料に入射した電子が試料中の原子と衝突し、各種電磁波を励起するためです。このうち、特性X線が元素を知るためのターゲットになります。特性X線の持つエネルギーは元素によって固有です。従って、特性X線のエネルギー (keV)を正確に計測することで、そこに存在する元素が特定できるわけです。

エネルギ分散Ⅹ線マイクロアナライザの特徴
本装置の本体は走査電子顕微鏡(SEM)です。走査電子顕微鏡で観察しながら対象物を探し、あるいは障害要因を見極めたうえで任意の箇所を元素分析します。観察倍率は15倍~数万倍、走査電子顕微鏡写真の撮影も可能です。分析領域は数ミリ~数ミクロンの範囲で自由に設定できます。元素検索の領域は原子番 号5番のB(ホウ素)から92番のU(ウラン)までで、検出下限は0.1wt%前後、定量値も得られます。なお、条件によって異なりますが、1ミクロン前後の分析深度を有します。
  EDX-8.jpg日立製作所 SEMEDX TypeN
 
EDX-3.jpg試料室内・試料微動ステージ(中央が試料台) EDX-4.jpg電子銃内部・上蓋内中央がフィラメント
 
EDX-5.jpg図1 電子ビーム入射による各種信号
 
付加価値の高いデータを提供
本装置は元素の組成を分析するだけでなく、任意の元素について分布図を表示することができます。カラーマップを用いれば、複数の元素の色別けや濃度に応じた色分けにより、更に精密なプロファイルが可能です。

 


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