赋能纳米世界：高分辨EDS与内透镜扫描电镜的完美融合

EDS（Energy Dispersive Spectroscopy）是一种利用不同元素X射线光子特征能量不同的特点来进行成分分析的技术，它广泛的应用于扫描电镜和透射电镜中。当电子束进入样品后，受到样品原子的非弹性散射，将其能量传递给原子使其某个内壳层的电子被电离，内壳层上出现一个空位，原子处于不稳定的高能激发态，为了恢复到低能的基态，外壳层电子跃迁到内壳层空位，并释放出特征X射线。

特征X射线产生的示意图

EDS的主要功能包括定性分析和定量分析，通过定性分析可以确定样品中所含元素的种类，通过定量分析可以确定每种元素的相对含量。EDS可以对样品的点、线、面进行分析，其最大特点在于高分辨选区分析，结合电镜的高分辨成像能力，可以对特定区域进行分析。

但是，EDS的空间分辨率受到很多因素的影响，如加速电压、束流、样品厚度、密度等等。下图，为不同加速电压下电子束在不同材质样品中的激发区域尺寸模拟图。从图中可见，同样是碳，高加速电压的激发深度远远大于低电压；对于不同材质的碳和金，同样的高电压下重元素金的激发区域小于轻元素的碳。由于EDS所接收的特征X射线均来自于这一激发区域，因此，通过降低加速电压可以减少激发区域，从而提高EDS的空间分辨率，且轻元素样品对电压更敏感。

不同加速电压下电子束的激发深度模拟

低电压EDS分析也会影响EDS的检测效率，而SU9000的内透镜设计可以使能谱探头到样品的距离更近，从而大大提高能谱探头的接收固体角，进而提高检测效率。如图所示为半导体器件的块体样品，通过低电压（3.5kV）EDS面分析可见不同结构的元素分布，其中的Al和W元素最小尺寸约10nm，实现了高空间分辨率的观察。

加速电压：3.5kV 放大倍率：250,000x

半导体器件块体样品的EDS分析

除了低电压分析外，也可以通过减少样品厚度来提高EDS的空间分辨率。SU9000独特的内透镜设计使其具有高分辨的STEM成像能力，结合EDS同样可以获取高空间分辨率的结果。下图为碳纳米管中的催化剂，通过DF-STEM图像可以看到碳纳米管内部的催化剂可以，最小尺寸约1-4nm。通过EDS分析可见较大颗粒含Co元素，而较小颗粒中含Mo元素，其最高空间分辨率达到了1nm。

碳纳米管中催化剂的高分辨EDS分析