CHƯƠNG 2 : THỰC NGHIỆM
2.4. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng cấu trúc của vật liệu
2.4.2. Phương pháp tán xạ năng lượng EDX
Phổ tán sắc năng lượng tia X, hay phổ tán sắc năng lượng là kỹ thuật phân
tích thành phần hóa học của vật rắn dựa vào việc ghi lại phổ tia X phát ra từ vật rắn do tương tác với các bức xạ (mà chủ yếu là chùm điện tử có năng lượng cao trong các kính hiển vi điện tử). Trong các tài liệu khoa học, kỹ thuật này thường được viết tắt là EDX hay EDS xuất phát từ tên gọi tiếng Anh Energy-Dispersive X- ray Spectroscopy .
Nguyên lí EDX
Kỹ thuật EDX chủ yếu được thực hiện qua kính hiển vi điện tử, trong đó, ảnh vi cấu trúc vật rắn được chi lại thông qua việc sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao tương tác với vật rắn được ghi lại thông qua việc sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao tương tác với vật rắn. Khi chùm điện tử có năng lượng lớn được chiếu
vào vật rắn, nó sẽ đâm xuyên sâu vào nguyên tử vật rắn và tương tác với các lớp điện tử bên trong của nguyên tử. Tương tác này dẫn đến việc tạo ra các tia X có
bước sóng đặc trưng tỉ lệ với số nguyên tử (Z) của nguyên tử theo định luật Mosley:
Có nghĩa là, tần số tia X phát ra là đặc trưng với nguyên tử của mỗi chất có mặt trong chất rắn. Việc ghi nhận phổ tia X phát ra từ vật rắn sẽ thông tin về các
Đặng Thị Thu Hương 32 Khóa K23- Cao học Hóa Mơi trường
nguyên tố hóa học có mặt trong mẫu đồng thời cho các thông tin về tỉ phần các
nguyên tố này.
Có nhiều thiết bị phân tích EDX nhưng chủ yếu EDX được phát triển trong
các kính hiển vi điện tử, ở đó các phép phân tích được thực hiện nhờ các chùm điện tử có năng lượng cao và được thu hẹp nhờ các chùm điện tử có năng lượng cao và
được thu hẹp nhờ hệ thấu kính điện tử. Phổ tia X phát ra sẽ có tần số (năng lượng
photon tia X) trải trong một vùng rộng và được phân tích nhờ phổ kế tán sắc năng
lượng do đó ghi nhận thơng tin về các nguyên tố cũng như thành phần. Kỹ thuật
EDX được phát triển từ những năm 1960 và thiết bị thương phẩm xuất hiện vào đầu những năm 1970 với việc sử dụng detector dịch chuyển Si, Li hoặc Ge.
Hình 2.4. Ngun lý của phép phân tích EDX
Khi chùm điện tử có năng lượng cao tương tác với các lớp vỏ điện tử bên
trong của nguyên tử vật rắn, phổ tia X đặc trưng sẽ được ghi nhận.
Thực nghiệm: Phổ tán xạ năng lượng tia X của vật liệu được đo bằng máy
JED-2300-Analysis station, JEOL, tại bộ môn chất rắn, khoa vật lý, Đại học khoa
học tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội.