Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Том 1 - Гоулдстей Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Такие графики зависимости кпл от толщины сравниваются на рис. 7.26 с
экспериментальными данными.
Количественный рентгеновский микроанализ
67
Для анализа многокомпонентных пленок неизвестного состава и толщины
сначала следует рассчитать кривые, подобные приведенным на рис. 7.26.
Такая процедура для бинарных пленок марганец - висмут будет
проиллюстрирована на рис. 7.27. Для тонких пленок снова предполагается,
что межэлементные эффекты пренебрежимо малы (атомный номер, поглощение и
флуоресценция). По измеренному в эксперименте значению &гпл для каждого
элемента i массовая толщина для данного компонента определяется из
графиков зависимости кпл от рz (например, рис. 7.27). Полная толщина
пленки определяется как
Концентрация каждого элемента i в пленке неизвестного состава
представляет собой
где - истинная генерируемая интенсивность излучения элемента i и 1гпл' pz
- интенсивность, которая генерировалась бы, если бы исследуемый образец
состоял из чистого элемента i. Следовательно,
Таким образом, в серии графиков, приведенных на рис. 7.27, измеренные для
каждого элемента значения knit используются для определения неизвестной
толщины пленки р20бЩ. Полученное значение рг0бЩ используется для
нахождения значений ktпл' р для каждого элемента, а концентрации
определяются по уравнению (7.71). Концентрации для образцов Mn - Bi и Со
- Pt, определенные этим методом, представлены в табл. 7.12, где приведены
для сравнения результаты независимых измерений.
Метод Яковица - Ньюбери дает разумную точность для пленок с массовой
толщиной, составляющей до 30% объема взаимодействия в массивном образце.
При анализе более толстых пленок из-за появления межэлементных эффектов,
особенно поглощения, ошибки увеличиваются. Для коррекции этих эффектов
следует применять дополнительную процедуру методом итераций, вводя
поправку на поглощение, основанную на использовании всех коэффициентов
массового поглощения путем использования уравнений (7.68) и (7.69).
Однако тщательная проверка в этой области толщин для многокомпонентных
пленок пока не проведена.
Метод Яковица - Ньюбери является простым эмпирическим приближением,
которое можно использовать в практическом анализе тонких пленок. Если
исследователь сталкивается с проблемой анализа большого количества тонких
пленок на раз-
Р^общ (P^i)'
(7.69)
(7.70)
Ct = (/.ПЛ//.М.°бр)/(/.ПЛ, pz/f М.обр) = &.ПЛ/&.ПЛ, Р2
(7.71)
68
Глава 7
Таблица 7.12. Анализ бинарных пленок Со-Pt на Si02, Мп-Bi на S1O2.
Экспериментальные результаты Кайзера и Мураты (КМ) сравниваются с
результатами расчета, проведенного Национальным бюро стандартов (НЕС)1*
кСо *р( ZKM гНБС Гкм Со ДЧБС Со
0,0177 0,0305 0.0148 0,0067 0,0581 0,114 0,0675 0,0465 53 89 56 40 51 99
60 41 0,185 0,163 0,140 0,101 0 1 992> 0,179 0,154 0,103
*Мп *Bi гкм 2нбс Гкм Мп ,,НБС Мп
0,0226 0,0293 0,0329 0,061 0,0766 0,0515 0,0220 0,00668 54 53 38 29 42
60 59 41 30 41 0 0,255 0,510 0,800 1,0 0 0,263 0,518 0,769 1
,0
') Значения z в мг/см2, 0 = 0°, г|: -52,5°. -) Метод ядерного рассеяния
дает z = 53 мг/см2, ССо=0,194.
нообразных системах и необходимо достижение наилучшей точности, то
оптимальным методом анализа, в особенности для более толстых пленок,
будет моделирование электронных траекторий методом Монте-Карло.
7.7. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ МИКРОАНАЛИЗ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
7.7.1. Введение
Большинство результатов рентгеновского микроанализа в биологии можно
обрабатывать полуколичественно, не прибегая к каким-либо численным
схемам, и полезную информацию можно получать простым сравнением различных
рентгеновских спектров. Такие спектры имеют вид либо полученных на
самописце графиков, либо фотографий с экрана видеоконтрольного устройства
спектрометров с дисперсией по энергии, которые являются основной частью
современных рентгеновских аналитических систем. Можно также получить
распределение элементов вдоль линии на образце или построить карту
распределения элементов по образцу. Однако такие полуколичественные
методы позволяют лишь обнаружить возможное присутствие отдельных
элементов в образце и в лучшем случае установить,
Количественный рентгеновский микроанализ
69
что в некоторых областях образца содержание определенного элемента выше,
чем в других.
В настоящее время установлено, что с помощью рентгеновского микроанализа
можно надежно измерять концентрации элементов в микрообъемах клеток,
тканей и срезах тканей, хотя понятие "количественный" в биологии
используется менее строго, чем в материаловедении. При идеальных условиях
в уль-тратонких срезах можно обнаружить 10~18-10-19 г элемента с
пространственным разрешением около 25 нм [178]. Для проведения такого
количественного анализа требуются применение математических формул и
четкое представление обо всем, что может вносить ошибки в процессе
приготовления образца, анализа и последующей обработки данных.
Хотя рентгеновский микроанализ может быть определенным и точным, свойства
биологических материалов часто приводят к ограничению точности анализа
