エネルギー分散型X線分析

エネルギー分散型X線分析 (EDX, EDS)

エネルギー分散型X線分析（Energy Dispersive X-ray Spectroscopy、EDX、EDS）は、物質を構成する元素の種類と量を調べる元素分析手法の一つです。電子線やX線などの一次線を試料に照射した際に発生する特性X線（蛍光X線）を検出し、そのエネルギーと強度を分析することで、元素の種類と濃度を特定します。

原理

物質に高エネルギーの一次線（電子線、X線、荷電粒子線など）を照射すると、試料中の原子の内殻電子が励起され、よりエネルギーの高い軌道へ遷移します。この状態は不安定であるため、すぐに元の軌道に戻ろうとします。その際、エネルギーの差に相当するX線を放出します。このX線を特性X線と呼びます。特性X線のエネルギーは元素固有であるため、検出されたX線のエネルギーを分析することで、試料中にどのような元素が含まれているかを特定できます。また、X線の強度（量）は元素の濃度に比例するため、定量分析も可能です。

特徴

同時多元素分析: 広いエネルギー範囲を測定できるため、多くの元素を同時に分析できます。
簡便性: 波長分散型X線分析 (WDS) に比べて、検出器の取り付けなどの制限が少なく、操作が比較的容易です。

分析概要

分析元素範囲

分析可能な元素範囲は、一次線の種類や装置の性能によって異なりますが、一般的にはベリリウム (Be) からウラン (U) までの元素を検出できます。ただし、実質的に分析が可能なのは、ホウ素 (B) からウラン (U) 程度までとなります。

分析領域

分析領域は、一次線の種類によって大きく異なります。

X線: 試料中を数十μmから数cmの深さまで侵入できるため、バルク層の分析や膜厚の測定に適しています。
電子線: 表面から数μm程度の深さまで分析できます。表面近傍の元素分析に適していますが、電子線は試料中で散乱するため、プローブ径が小さくても分析領域が広がることがあります。
荷電粒子: 極表面のみの分析が可能です。

分析機器

EDSは、検出器システムと解析システムで構成されます。検出器には、シリコンを用いた半導体検出器が広く用いられており、近年ではシリコンドリフト検出器が主流となっています。電子顕微鏡にEDSを組み合わせて使用することが一般的です。

主な機器メーカー

オックスフォード・インストゥルメンツ
日本電子
堀場製作所
セイコーインスツル
Bruker (ブルカー)
EDAX (エダックス)
Elvatech
サーモフィッシャー・サイエンティフィック (NITON)
ウラセンサー研究所
アワーズテック
日立ハイテクサイエンス
Innov－X Systems (オリンパスの子会社)
Skyray Instrument (江蘇天瑞儀器)
Ametek/Spectro
RMD
リガク
島津製作所
PANalytical (旧フィリップスの分析機器部門)

関連事項

走査型電子顕微鏡
透過型電子顕微鏡
特性X線
蛍光X線
電子線マイクロアナライザ
粒子線励起X線分析
波長分散型X線分析
* 元素分析

もう一度検索