파장-분산 X선 분광법
Wavelength-dispersive X-ray spectroscopy| 약어 | WDXS WDS |
|---|---|
| 분류 | 분광학 |
| 분석 물질 | 고체, 액체, 분말 및 박막의 요소 |
| 제조자 | 안톤 파아, 브루커 AXS, 헤커스, 말번 파날리틱, 리가쿠 주식회사, 제노코스, 카메카, JEOL |
| 기타 기법 | |
| 관련 | 에너지 분산 X선 분광기 |
파장-분광 X선 분광법(WDXS 또는 WDS)은 작은 파장 범위 내에서 특성 X선을 측정하여 물질의 범위에 대한 원소 정보를 얻기 위해 사용되는 비파괴 분석 기법이다.이 기법은 피크가 특정 X선 라인에 해당하는 스펙트럼을 생성하고 원소를 쉽게 식별할 수 있다.WDS는 주로 화학 분석, 파장 분산형 X선 형광학(WDXRF) 분광학, 전자 마이크로프로브, 전자 현미경 스캐닝, 원자 및 플라스마 물리학 테스트를 위한 고정밀 실험에 사용된다.null
이론
파장-분광 X선 분광법은 표본에 의해 특성 X선이 생성되는 방법과 X선을 측정하는 방법에 대한 알려진 원리에 기초한다.null
X선 생성
X선은 충분한 에너지의 전자빔이 원자나 이온 내부의 궤도상에서 전자를 이탈시켜 공허함을 만들 때 생성된다.이 공허는 높은 궤도상에서 나온 전자가 에너지를 방출하고 탈구된 전자를 대체하기 위해 아래로 떨어질 때 채워진다.두 궤도 사이의 에너지 차이는 원자나 이온의 전자 구성의 특징이며 원자나 이온을 식별하는 데 사용될 수 있다.[1]null
원자 번호 5까지 가장 가벼운 원소인 수소, 헬륨, 리튬, 베릴륨은 외부 궤도에 전자 빔에 의해 대체된 전자를 대체하기 위한 전자를 가지고 있지 않기 때문에 이 기법을 사용하면 검출할 수 없다.[2]null
X선 측정
브래그의 법칙에 따르면 파장의 X선 빔 "λ"이 결정의 표면에 "λ" 각도로 " and" 각도에서 "d" 간격으로 원자 격자 평면을 가진 경우, 건설적인 간섭으로 인해 " if" 각도에서 결정으로부터 방출되는 분산된 X선의 빔이 발생한다.
이것은 알려진 격자 크기를 가진 결정이 미리 결정된 각도에서 특정 유형의 샘플로부터 X선 빔을 꺾는다는 것을 의미한다.X선 빔은 검출기(일반적으로 섬광 계수기 또는 비례 계수기)를 굴절 빔의 경로에 배치하여 측정할 수 있으며, 각 원소는 고유한 X선 파장을 가지므로 복수의 결정과 검출기를 가지면 복수의 원소를 결정할 수 있다.[1]null
정확성을 향상시키기 위해 X선 빔은 대개 Söller 콜리메이터라고 불리는 평행 구리 날개에 의해 시준된다.단결정, 시료, 검출기는 시료와 결정 사이의 거리가 결정과 검출기 사이의 거리와 동일한 각도계에 정확하게 탑재된다.보통 진공 상태에서 작동하여 공기 중의 부드러운 방사선(저에너지 광자) 흡수를 감소시켜 광원소(보론과 산소 사이)의 검출과 정량화에 대한 민감도를 높인다.이 기술은 X선 라인에 해당하는 피크를 갖는 스펙트럼을 생성한다.이를 기준 스펙트럼과 비교하여 샘플의 원소 구성을 결정한다.[3]null
원소의 원자 수가 증가함에 따라 서로 다른 에너지 레벨에서 가능한 전자가 더 많아져서 다른 파장을 가진 X선이 발생할 수 있다.이것은 각 에너지 레벨에 하나씩 여러 라인으로 스펙트럼을 생성한다.스펙트럼에서 가장 큰 피크는 Kα, 다음 K 등으로β 표시된다.null
적용들
적용대상은 촉매, 시멘트, 식품, 금속, 광물 및 광물 샘플, 석유, 플라스틱, 반도체, 목재 등의 분석을 포함한다.[4]null
제한 사항
- 현대적인 자동화된 장비는 종종 더 큰 분석 영역에 그리드 패턴을 사용하지만, 분석은 일반적으로 표본의 매우 작은 영역으로 제한된다.[4]
- 원소 동위 원소의 전자 구성이 동일하므로 이 기법은 원소 동위 원소를 구별할 수 없다.[2]
- 원소의 발란스 상태(예: Fe2+ vs Fe3+)를 측정할 수 없다.[2]
- 특정 요소에서 Kα 라인은 다른 요소의 K와β 겹칠 수 있으므로 첫 번째 요소가 있으면 두 번째 요소를 신뢰성 있게 검출할 수 없다(예: VK가α TiK와β 겹친다).[2]
참고 항목
참조
- ^ a b c "BraggsLaw". Geochemical Instrumentation and Analysis. 10 November 2016. Retrieved 14 September 2020.
- ^ a b c d "Wavelength-dispersive spectroscopy (WDS)". Geochemical Instrumentation and Analysis. 10 November 2016.
- ^ "An Introduction to Energy-Dispersive and Wavelength-Dispersive X-Ray Microanalysis". Wiley Analytical Science. 14 September 2020. Retrieved 14 September 2020.
- ^ a b "EDXRF - XRF - Elemental Analysis". Applied Rigaku Technologies Inc. Retrieved 14 September 2020.
