中文名：电子微探针

外文名：ElECTronicmicroprobe

别名：电子微区分析仪、电子探针

应用：矿物、冶金、机械、电子和生物学

技术：电子显微镜技术和X射线分光技术

用途：分析月球土壤和月岩

原理：激发原子的内层电子

学科：仪器分析

在涉及研究固态试样元素组分及浓度的二维分布时，常用的一种方法是电子微探针。电子微探针中的电子束斑直径可达到0.1μm，但要求试样厚度在0.1μm左右。对于厚试样，其空间分辨率限制在0.5μm左右，原因是电子束在试样中会产生很强的散射现象。而对于质子，因其质量大，散射要比电子小得多。MeV级能量的质子在穿透20μm厚的试样后仍能保持较好的空间分辨率，这就反映了用质子显微镜研究厚靶试样比较方便。

PIXE或质子显微镜与电子微探针相比的另一个优点是它比电子微探针有更高的探测灵敏度。因为无论用电子或质子激发X射线荧光，都是用Si（Li）探测器探测，在测得的X射线荧光能谱上都会有韧致幅射信号的干扰，但由于质子质量为电子的1962倍，因而1～3MeV能量的质子要比几十个仟电子伏电子（电子微探针中的入射束）产生的韧致辐射本底低得多，所以PIXE或质子显微镜对试样中微量元素的探测灵敏度要比电子微探针高2个数量级，因而可以分析一些电子微探针不能分析的微量元素。分别为用入射能量为10keV的电子微探针和2.5MeV质子显微镜测得的同一试样（花粉管）同一位置上的X射线能谱。从两者比较可见，由于韧致辐射的影响，在PIXE能谱上可见的微量元素Fe、Cu、Zn在电子探针测得的能谱上无法辨认。

电子微探针广泛用于矿物、冶金、机械、电子和生物学等领域，尤其适用于对合金的显微组织和相成分的研究分析。此外，它也是分析月球土壤和月岩的理想仪器。如同X射线荧光光谱仪那样，高速运动的电子打击在固体样品表面上时电子突然停止，其能量激发原子的内层电子，从样品中辐射出X射线。这种X射线是以元素为特征的，它是定性和定量分析的依据。

电子微探针与 X射线荧光光谱仪的主要差别是前者利用一次X射线进行定性和定量分析；而后者则是用二次X射线。即利用X射线荧光进行定性和定量分析。它与电子显微镜的主要差别是电子显微镜利用电子衍射原理得到图象；而电子微探针除利用X射线外，还利用电子显微镜中扫描技术以提供有关物质的状态、组成和结构等多种信号。

电子微探针的结构原理

电子微探针常用的加速电压为10～30千伏。电子束穿透样品的深度大致与其直径相同（1微米），这就决定了样品的空间分辨率，即被分析体积的最小值约为10厘米。以质量计算的检测极限为10～10克。电子微探针能分析的元素范围在常规条件下可从原子周期表中原子序数为12的镁至92的铀，并已扩展到原子序数为4的超轻元素铍。