Elektronová mikroanalýza – trocha historie 1949 - Castaing postavil první mikrosondu s vlnově disperzním spektrometrem a vypracoval teorii 1956 – počátek výroby komerčních mikrosond (Cameca) 1965 - počátek výroby komerčních SEM 1968 - vyvinuty energiově disperzní detektory
Skenovací a transmisní elektronová mikroskopie
Základy elektronové mikroanalýzy • • • • • • •
Vznik RTG-záření Dvě možnosti analýzy Píky a pozadí Vzorky a standardy Korekční procedury Meze detekce Příklady využití v geologii
Vznik charakteristického záření
Vlnově – korpuskulární povaha RTG záření Vztah mezi vlnovou délkou RTG záření a energií jeho fotonů:
λ = 12.396/E
Závislost energie emitovaného RTGzáření na protonovém čísle prvku
Rozsahy excitačních objemů pro jednotlivá emitovaná záření
Elektronová mikroanalýza – dvě možnosti detekce RTG záření
Rozdíl mezi ED a WD spektrem
ED: načteno najednou, horší rozlišení – typicky 150 eV (větší šířka píků), nižší poměr signál/šum (-> vyšší meze detekce – cca 0,1 %)
WD: načítání mnohem pomalejší, lepší rozlišení – typicky 5 eV (píky užší), vyšší poměr signál/šum (-> nižší meze detekce – od 50 ppm u Fe po 0,X% u B)
Energiově disperzní analýza rtg záření vznikajícího v el. mikroskopu
EDS spektra
Sledování proudu pomocí Co standardu
Spektrum minerálu (epidot)
Rozdíl ve tvaru spektra v závislosti na urychlovacím napětí
Energiově disperzní spektra získaná s různými detektory S detektorem s Be okénkem
S bezokénkovým detektorem
Řešení překryvu píků
Nejběžnější interference u EDS
Mapy distribuce prvků
Distribuce prvků – „falešné barvy“ Polystádijní koronitické nárůsty na ortopyroxenu v mafickém granulitu RTG distribuce Ca
Kombinace distribucí prvků
Kombinace distribucí
Srovnání BEI a distribuce
Sledování zonálnosti na distribucích
Sledování zonálnosti na liniových profilech
Elektronová mikrosonda
Schéma mikrosondy
Vlnově disperzní analyzátor rtg záření
Chod paprsku ve WD spektrometru
Proporcionální detektor pro WD spektrometry Zatavené detektory – pro vysoké energie fotonů. Mají relativně tlusté (~50µm) Be okénko, aby z nich neutíkal plyn (obvykle xenon nebo směs xenonu a CO2) Průtokové detektory mají ultratenké (0.5 1µm) mylarové okénko a protéká jimi čítací plyn – argon s 10% metanu
WDS spektrum - parisit (Ce, La)2Ca(CO3)3F2
WDS - koincidence u prvků vzácných zemin
Meze stanovitelnosti ED spektrum slitiny s příměsí 0,15% Si – v oblasti vyznačené červenými čarami
Pík Si na WD spektru téže slitiny
Kvantitativní analýza malých obsahů Pouze ED spektra
ED & WD
Směr.. Směr.. stanov odchyl stanoven odchyl eno o váh.% ka ka váh.% váh. % váh. %
metoda
Al
4.87
0.09
4.83
0.09
ED
Ti
1.007
0.05
1.011
0.05
ED
Cr
6.469
0.09
6.406
0.09
ED
Co
9.62
0.151
9.55
0.153
ED
Ni
59.377
0.35
58.86
0.35
ED
Mo
0.629
0.11
0.533
0.01
WD
Ta
7.03
0.48
7.136
0.078
WD
W
6.393
0.55
6.585
0.077
WD
Re
3.264
0.43
3.099
0.05
WD
Al
4.87
0.09
4.83
0.09
ED
Vliv charakteru vazby na tvar WD píků
Vliv defokusace u malých zvětšení
Distribuce Ca v granátu z prográdně metamorfované horniny
Distribuce Ca v granátu se složitou metamorfní historií
Distribuce Th, Pb, Si, Ca v monazitu
Most conspicuous is the polyphase growth history clearly represented by each of the four elements shown. The spatial covariance of Th and Si verifies the supposed Th + Si = (LREE) + P substitution mechanism for these elements in monazite. Of some relevance to radiometric dating is the behavior of Pb. The maps of Th and Pb show the same distribution, though Pb is in somewhat less detail owing to its very small concentration. This cuts both ways. That Pb should not migrate detectably from its source Th even in an extremely high temperature setting is very encouraging , as it indicates a very high closure temperature for radiometric dating.. On the other hand, if the very complex growth history shown here is at all common in metamorphic monazites, then one must question what exactly is being dated. There is, of course, the possibility that these different growth zones do not differ significantly in age, but only in their Th content.
Katodová luminiscence BEI
CL
SEI
CL
