场发射电子探针

电子探针是利用聚焦电子束与固体样品表面微区（微米至亚微米尺度）相互作用，产生二次电子、背散射电子、特征X射线等信息，进行样品表面形貌观察和成分分析，从而了解样品表面形貌、矿物成分、矿物结构、矿物相关系等的仪器。电子探针是研究地球与行星科学最基础、使用最广泛的原位微束分析技术，广泛应用于矿物学、岩石学、地球化学、、构造地质学、比较行星学、材料学、环境科学等生产、研究领域。电子探针具有以下特点：（1）样品制备简单；（2）无损；（3）原位微区分析，分析区域直径可以小于1 μm；（4）分析元素范围广，可以测试Be – U之间的元素；（5）除了单点定量分析外，可以进行定性或定量的线扫描和面扫描分析；（6）应用范围广，可测试各类固态样品；（7）分析快捷且成本较低。

CAMECA SX5 FE（场发射）电子探针配备场发射源，提供场发射电子束。配备5道波谱仪、14块分光晶体，包括6个大晶体（接收信号能力强），以及4个PC晶体（专门用来分析轻质元素Be – F）。配置160 mm半径罗兰圆，具有更强的分光能力，减少X射线间的干扰。加速电压范围5 – 30 kV，电流范围1 pA – 500 nA，二次电子图像分辨率空间最高可达6 nm，背散射图像质量分辨率最高可达0.07，空间分辨率可达10 nm。目前可以定量分析F – U间的元素，定性分析Be – U间的元素。

仪器配置的场发射源可以在产生相同能量的同时具有比普通热电子枪钨灯丝和六硼化镧灯丝更小的束斑直径，电流密度是二者的将近三倍，因此在信噪比、空间分辨率、灯丝寿命和稳定性上有大幅提升。在10 kV的加速电压下，可以获得小于100 nm的束斑直径，可以实现低电压下的亚微米级（超微区）定量分析。

仪器分析软件具有自动样品台聚焦程序、多条件分析、批量分析（定量分析、线扫描、面扫描等不同项目可以自动连续完成）、图像带坐标信息、背景模拟程序、多种信号计数方式等功能，可以最大程度协助电子探针分析更加便捷、精确。

主要的应用有：

（1）二次电子图像观察（SEI）；

（2）背散射图像观察（BSE）；

（3）常见造岩矿物（包括氧化物、硫化物、硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐等矿物）主量元素含量分析；

（4）硅酸盐玻璃主要元素含量分析；

（5）挥发组分（如F、Cl、S等）含量分析；

（6）稀土矿物成分分析；

（7）特定样品中重要微量元素定量分析，如基性硅酸盐玻璃中F、Cl、S，榍石Nb、Ta，锆石Ti等检测限低于50 ppm。

（8）造岩矿物中主要元素的面扫描分析，如橄榄石中Mg、Fe、Ni等元素；

（9）特定矿物中重要微量元素面扫描分析，如橄榄石中P等。

收费标准：

实验室对所内外研究人员开放，在仪器状态稳定情况下，可实现一天24小时不间断分析。

分析时间包含必要的仪器调试、标样检测和换样时间。

样品准备和注意事项：

1. 拟分析样品应抛磨平整、表面洁净。所测试样品可以是矿物晶体、探针片、树脂靶等。

2. 拟分析样品抛磨之后需镀导电膜（镀碳可以在本实验室完成）。之前镀有导电膜的分析样品需要重新镀导电膜时，请将残余导电膜擦拭干净，或轻微抛光以除去导电膜，以免影响测试结果。样品在镀导电膜之后请尽量避免触碰其表面。

3. CAMECA电子探针样品台对样品规格要求较高，建议薄片长度为~48 mm，最短不能短于47mm，最长不应超过50 mm，薄片厚度不宜超过2 mm。