微X射線熒光(μXRF)技術詳解

微 X 射線熒光 (μXRF) 是一種元素分析技術，它允許檢測非常小的樣品區域。與傳統的 XRF 儀器一樣，微 X 射線熒光通過使用直接 X 射線激發來誘導來自樣品的特性 X 射線熒光發射，以用于元素分析。與傳統 XRF 不同（其典型空間分辨率的直徑范圍從幾百微米到幾毫米），μXRF 使用 X 射線光學晶體來限制激發光束尺寸或將激發光束聚焦到樣品表面上形成小光斑，從而可以分析樣品上的小特性。傳統 μXRF 儀器使用簡單的針孔光圈來限制樣品表面上的入射光束尺寸。只有與孔同軸的 X 射線才從光圈發射。遺憾的是，該方法阻擋了 X 射線源發射的大部分 X 射線通量，導致樣品上的入射通量低，這影響了該方法對微量元素進行分析的靈敏度。

　　多毛細管和雙曲面彎晶聚焦 X 射線光學晶體為 μXRF 應用提供了在樣品表面形成具有高 X 射線通量的小焦斑的替代方法。此外，這些光學晶體克服了 X 射線強度的負二次方對離源距離的依存性的限制，從而開發了用于內嵌半導體和其他材料工業的小尺寸和低功率 μXRF 系統，并且開發出遠程或便攜式儀器。采用 X 射線光學晶體的 μXRF 已成功用于多種應用，包括小特性評估、元素映射、薄膜和鍍層厚度測量、微量污染物檢測、用于高級電路板的多層涂層評估、微粒分析和取證。

　　多毛細管聚焦光學晶體從發散 X 射線源收集 X 射線，并將它們引導至樣品表面上形成直徑小到幾十微米的小聚焦光束。與使用簡易針孔準直器相比，由此增加的強度以小焦斑傳遞到樣品，可增強用于小特性分析的空間分辨率和微量元素測量性能。

　　雙曲面彎晶光學晶體將高強度微米級單色 X 射線束引導至樣品表面，用于加強元素分析。單色激發消除了熒光峰下的 X 射線散射本底，因此與使用針孔的 μXRF 方法相比，其測量靈敏度更高。

　　通過 EDXRF 或 WDXRF 結構，使用多毛細管或雙曲面彎晶光學晶體可實現 μXRF技術

　　標準 μXRF 配置。可以掃描樣品，以小至 10 μm（隨能量變化）的空間分辨率測量樣品內的元素分布。

　　微 WDXRF 儀器使用多毛細管聚焦光學晶體將 X 射線從源聚焦到樣品上，并使用多毛細管準直光學晶體收集從樣品表面上小光斑發射的熒光，并將其引導至色散晶體上。

　　微 WDXRF 使用多毛細管聚焦光學晶體將 X 射線從源聚焦到樣品上，并使用雙曲面彎晶單色儀收集和分散樣品上小光斑發射的熒光 X 射線，并將其引導至檢測儀。

　　共焦 μXRF 使用兩個多毛細管光學晶體，一個用于小光斑樣品激發，另一個用作空間濾波器，適用于本底輻射來自不會干擾相關信號的區域的所有應用。這種配置適用于測量放射性樣品中的空間分布以及深度剖析應用。

　　使用雙曲面彎晶光學晶體的單色微 EDXRF。

　　使用雙曲面彎晶光學晶體的單色 WDXRF 對于相關的特定樣品元素具有非常高的靈敏度。該技術已成功應用于石油產品中低硫含量的測定。