المطيافية المتقدمة

تم بناء البنية التقنية على أساس الوحدات والأداء، مما يضمن الحصول على بيانات موثوقة وعالية الدقة في ظل ظروف المختبر الصعبة. من خلال التركيز على المحاذاة البصرية الدقيقة، واستخدام تعديل الاستقطاب عالي السرعة (في قياسات الاستقطاب)، ودمج كواشف مبردة وعالية الحساسية (مثل مصفوفات CCD أو InGaAs)، تقلل الأدوات من الشوائب الناتجة عن القياس والضوضاء الحرارية. يضمن هذا التصميم القوي تقليل الانحراف وزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء، مما يضمن أن التحليلات، سواء كانت تقيس شوائب التتبع باستخدام XRF أو تجري تجارب الفلورة على مستوى الجزيء الواحد، تنتج بيانات دقيقة وقابلة للتكرار ضرورية لمراقبة الجودة والتقدم في البحث الأساسي.

التلألؤ الكاثودي (Cathodoluminescence - CL)

- يستخدم CL تحفيز شعاع الإلكترون عالي الطاقة، الذي يكسر بطبيعته حد حيود الضوء، مما يتيح التحليل الطيفي للخصائص الإلكترونية والعيوب واختلافات بنية النطاق بدقة مكانية تحت 100 نانومتر.

- تُعد هذه التقنية حاسمة لرسم خرائط التغيرات الموضعية في فجوة النطاق الإلكتروني وجودة البلورة، خاصة في أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق الواسعة، مما يوفر معلومات حيوية لتشخيص تغيرات الأداء في الأجهزة الإلكترونية الدقيقة.

- من خلال العمل ككاشف إضافي داخل مجهر المسح الإلكتروني (SEM)، يوفر CL ارتباطاً مباشراً بين طبوغرافيا السطح عالية التكبير والانبعاث البصري الناتج، مما يحل تحدي تحديد الموقع المادي للميزات الطيفية.

- يتطلب النظام آليات تجميع بصرية متخصصة، مثل المرايا المكافئة، داخل حجرة التفريغ لالتقاط الضوء المنبعث بكفاءة عبر نطاق طيفي واسع (فوق البنفسجي، المرئي، تحت الأحمر القريب) لتحليل المواد بالكامل.

- يسمح التحليل الطيفي بتصور العيوب غير الإشعاعية والشوائب التي تعمل كمراكز لإعادة التركيب، والتي لا يمكن رؤيتها بطرق التصوير الهيكلي القياسية وتؤدي إلى تدهور الكفاءة البصرية للمادة.

- يُعد دمج مراحل التبريد العميق (مثل التبريد بالنيتروجين السائل) أمراً ضرورياً لقمع التوسع الحراري للقمم الطيفية، وبالتالي تمكين فصل الميزات الإكسيتونية الدقيقة وتحسين دقة التحليل الكمي لبنية النطاق.

- تحفز الطاقة العالية لشعاع الإلكترون جميع حالات الإثارة الإلكترونية ذات الطاقة الأعلى، مما يسمح بتحليل انبعاث الضوء عبر نطاق طيفي أوسع مما يتم تحقيقه عادةً باستخدام إعدادات التلألؤ الضوئي القياسية التي تستخدم ليزر بأطوال موجية ثابتة.

- تسمح مكونات النظام المرنة والوحداتية بالتكوين لتناسب القيود المتعلقة بـ القيود الميزانية، وتوافر المساحة، أو المتطلبات التجريبية المحددة، مما يضمن إمكانية الوصول إلى التقنية لمختلف التطبيقات من أبحاث المواد إلى علم المعادن.

مطيافية رامان (Raman Spectroscopy)

- تستخدم مطيافية رامان مبدأ التشتت غير المرن للضوء لتوليد بصمة اهتزازية فريدة، مما يوفر تحديداً غير تدميري على المستوى الجزيئي وتوصيفاً للطور، والتعدد الشكلي، والبنية الكيميائية.

- تتغلب التقنية على تحدي متوسط خصائص الكتلة من خلال التكامل مع مجهر متحد البؤر، مما يحقق دقة مكانية تحت الميكرومتر ويتيح رسم خرائط التوزيع الكيميائي المفصل للعينات غير المتجانسة مثل الأغشية متعددة الطبقات أو الخلائط المعقدة.

- من خلال قياس التحولات الطفيفة في مواقع الذروة المميزة (cm−1) بدقة، يحدد النظام كمية الإجهاد والانفعال الداخلي في المواد البلورية والمكونات الهندسية، والتي ترتبط بشكل مباشر بالموثوقية الميكانيكية والسلامة الهيكلية.

- يتم تطبيق طرق متخصصة، مثل تشتت رامان المحسّن بالسطح (SERS)، للتغلب على الضعف المتأصل في إشارة رامان، باستخدام أسطح معدنية ذات بنية نانوية لتضخيم الإشارة من أجل كشف عالي الحساسية، حتى وصولاً إلى كميات التتبع.

- يمكن استخدام أطياف رامان لكل من التحديد النوعي (مطابقة بصمة فريدة بالمكتبات) و التحليل الكمي (ربط شدة الذروة بالتركيز)، مما يوفر تقييماً تركيبياً شاملاً للمواد متعددة المكونات.

- يمكن للأجهزة إجراء قياسات رقم الموجة المنخفضة للغاية (بالقرب من 5cm−1) لاستكشاف أنماط شبكة البلورات والتفاعلات الجزيئية منخفضة التردد، مما يوفر تفاصيل هيكلية لا يمكن الوصول إليها في منطقة رقم الموجة المتوسط.

- تتيح الخوارزميات التي تعتمد على البرامج الإنشاء السريع لصور الألوان الزائفة التي تصور التوزيع المكاني للمكونات الكيميائية الفردية، أو اختلافات التبلور، أو مستويات الإجهاد عبر منطقة عينة كبيرة في وقت قصير.

- يسمح استخدام تحليل الاستقطاب للباحثين بتحديد اتجاه الروابط الجزيئية وتناظر البلورات، وحل مشكلات عدم التناحي في المواد المهيكلة التي تؤثر على خصائصها الوظيفية.

تكامل AFM-Raman

- تحل هذه المنصة المتكاملة بشكل أساسي صعوبة الربط الموضعي للخصائص الكيميائية والفيزيائية عن طريق الحصول على بيانات طبوغرافية عالية الدقة (AFM) وتركيب جزيئي (رامان) في نفس النقطة تماماً على سطح العينة.

- الفائدة التقنية الأساسية هي تمكين مطيافية رامان المحسّنة بالطرف (TERS)، التي تستخدم طرف AFM المولد للبلازمون كهوائي بصري موضعي لتحقيق دقة رسم خرائط كيميائية على مقياس النانومتر، متجاوزة حد الحيود (∼0.5μm) لرامان التقليدي.

- يعزز TERS بشكل كبير حساسية تشتت رامان، مما يسمح بتوصيف مواد التتبع أو المجالات النانوية التي قد تنتج إشارات غير قابلة للكشف باستخدام رامان المجهري القياسي، وهو أمر بالغ الأهمية لكشف الملوثات.

- يوفر مكون AFM بيانات تكميلية أساسية حول الخصائص الميكانيكية الموضعية مثل الالتصاق والصلابة وخشونة السطح، مما يتيح تحليلاً شاملاً للعلاقة بين التركيب والخصائص يتجاوز مجرد رسم الخرائط الكيميائية.

- تم تصميم الأنظمة بـ آليات محاذاة بصرية متخصصة وإمكانيات رؤية متكاملة لمحاذاة الليزر المركز وطرف TERS البلازموني ومدخل المطياف بدقة تحت الميكرومتر، مما يضمن تعزيز الإشارة الموثوق به.

- يتم تطبيق أنظمة التغذية الراجعة ذات الحلقة المغلقة عالية الدقة للحفاظ على مسافة الفجوة النانومترية الحرجة بين طرف TERS وسطح العينة أثناء رسم الخرائط، وهو شرط لتعزيز الإشارة البلازمونية الأقصى والمستقر.

- تضمن القدرة على تشغيل AFM في أوضاع مختلفة (التلامس، النقر، عدم التلامس) التحكم الأمثل في التفاعل وتقليل الضرر المحتمل أو التغيير في العينات الحساسة، مثل الأغشية البيولوجية أو البوليمرات اللينة، أثناء تحليل مقياس النانو.

- يُعد هذا المزيج ذا قيمة خاصة في تصنيع أشباه الموصلات وأبحاث البطاريات، مما يسمح للباحثين بدراسة التطور الكيميائي والتركيبي للمواد والعيوب والواجهات على أصغر مقياس مناسب لتحسين الأداء.

مطيافية الفلورة (Fluorescence Spectroscopy - FS)

- توفر FS حساسية عالية وخصوصية جزيئية من خلال استخدام العملية الميكانيكية الكمومية حيث يرفع الضوء الممتص الجزيء إلى حالة إلكترونية مثارة، يتبعها انبعاث فوتون ذي طاقة أقل (تلألؤ).

- توفر التقنية القدرة على قياس عمر الفلورة (τ)، وهو قياس مطلق (على عكس الشدة)، مما يوفر مقياساً أقل حساسية لتقلبات التركيز وانحراف الأجهزة، وهو أمر بالغ الأهمية للدراسات المقارنة.

- تعمل FS المعتمدة على الزمن، والتي غالباً ما تستخدم طرقاً مثل عد الفوتونات المفردة المترابطة زمنياً (TCSPC)، على حل ملفات التضاؤ المعقدة، مما يتيح فصل الإشارات من خلائط الأنواع الفلورية أو الجزيئات في بيئات محلية مختلفة.

- يحدد قياس تباين الفلورة (أو الاستقطاب) التغير في الاتجاه الجزيئي بين حدثي الامتصاص والانبعاث، مما يوفر بيانات رئيسية عن الحجم الجزيئي، والانتشار الدوراني، واللزوجة المحلية للبيئة.

- تستخدم الأدوات المتقدمة حوامل خلايا يتم التحكم فيها بواسطة بيلتيير أو مبردات عميقة لتنظيم درجة الحرارة عبر نطاق واسع (على سبيل المثال، −25∘C إلى 105∘C)، مما يسمح بالمراقبة الدقيقة للتغيرات المعتمدة على درجة الحرارة، مثل التحولات الطورية أو تمسخ البروتين.

- تسمح القدرة على الحصول على كل من أطياف الانبعاث (تحفيز ثابت، مسح الانبعاث) و أطياف الإثارة (انبعاث ثابت، مسح الإثارة) بالتوصيف المفصل لمستويات الطاقة، مما يوفر بصمة أكثر تحديداً من الامتصاص البسيط.

- تُعد أطياف الإثارة بطبيعتها أكثر حساسية من أطياف الامتصاص، حيث توفر حدود كشف فائقة والقدرة على استكشاف انتقائي لنوع انبعاث واحد ضمن محلول معقد.

- يتم تكوين الأجهزة لتحليل كل من الجزيئات الفلورية بطبيعتها (مثل التربتوفان) و الأصباغ/العلامات العضوية المُصنَّعة المستخدمة لتفعيل الأنظمة غير الفلورية، مما يوفر منصة متعددة الاستخدامات للتحليل البيولوجي وعلوم المواد.

مطيافية التلألؤ الضوئي (Photoluminescence Spectroscopy - PL)

- PL هي طريقة غير متصلة وغير تدميرية تستخدم إثارة الفوتون لاستكشاف الخصائص الإلكترونية للمواد، وتحديداً عن طريق قياس الضوء المنبعث عندما تسترخي الإلكترونات المثارة ضوئياً من حالات طاقة أعلى إلى أدنى.

- PL ضرورية لـ تحديد فجوة النطاق في أشباه الموصلات ولتوصيف جودة موادها، حيث تتوافق طاقة الفوتون المنبعث مباشرة مع فرق الطاقة بين نطاق التوصيل ونطاق التكافؤ.

- تُعد التقنية أداة قوية للكشف عن مستويات الشوائب والعيوب البلورية داخل المادة، حيث تخلق هذه غالباً مستويات طاقة موضعية تؤدي إلى قمم انبعاث مميزة ذات طاقة أقل.

- التلألؤ الضوئي المعتمد على الزمن (TRPL)، الذي يتم تنفيذه غالباً باستخدام TCSPC وليزر نبضي بيكوثانية، يقيس مباشرة عمر الناقل داخل مواد أشباه الموصلات، وهو مقياس حاسم لتقييم كفاءة الخلايا الشمسية وأداء الجهاز.

- يسمح الجمع بين PL وتحليل رامان على منصة واحدة للباحثين بتوصيف كل من الخصائص الاهتزازية (رامان) والإلكترونية (PL) للمادة في نفس النقطة، مما يحل غموض القياسات المنفصلة.

- من خلال تعديل الطول الموجي للإثارة (فوق البنفسجي إلى تحت الأحمر القريب)، يسمح النظام بالتحكم في عمق الاختراق في المادة، مما يتيح تحليلاً انتقائياً للعمق أو توصيفاً للطبقات السطحية مقابل المواد الكتلية.

- توفر قياسات PL معلومات حول آليات إعادة التركيب المختلفة (الإشعاعية مقابل غير الإشعاعية) الموجودة في المادة، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم أجهزة إلكترونية ضوئية ومصادر ضوء فعالة.

- القياس الكمي لـ العائد الكمومي للتلألؤ الضوئي (PLQY)، المعرّف على أنه نسبة الفوتونات المنبعثة إلى الفوتونات الممتصة، هو طريقة قياسية لتقييم الكفاءة الذاتية للمواد الباعثة للضوء الجديدة أو الفوسفور.

قياسات الاستقطاب الطيفي (Spectroscopic Ellipsometry - SE)

- SE هي تقنية قياس بصري غير تدميرية تقيس بدقة التغير في حالة استقطاب الضوء (التي يتم تحديدها كمياً بواسطة Ψ و Δ) عند انعكاسه عن سطح العينة، مما يوفر دقة استثنائية لتحليل الأغشية الرقيقة.

- تُعد القدرة الطيفية (قياس Ψ و Δ كدالة للطول الموجي) أمراً أساسياً للتحديد المتزامن لـ معلمات متعددة مثل سمك وثوابت بصرية (معامل الانكسار ومعامل الامتصاص) لـ مكدسات الأغشية الرقيقة متعددة الطبقات.

- يستخدم قياس الاستقطاب المعدّل بالطور معدلاً ضوئياً مرناً (PEM) لتذبذب حالة الاستقطاب بسرعة (عند ∼50kHz)، مما ينتج عنه عناصر بصرية ثابتة، واستقرار إشارة عالٍ، ودقة فائقة على معلمة Δ، وهي الأكثر حساسية للأغشية الرقيقة جداً.

- تسمح سرعة التعديل العالية لأنظمة PEM بقياسات سريعة ودقيقة مقارنة بأنظمة العناصر الدوارة الميكانيكية الأبطأ، مما يعالج مباشرة الحاجة إلى توصيف سريع في الموقع أو على الخط في بيئات الإنتاج ذات الحجم الكبير.

- تقيس الأنظمة المعدلة بالطور Ψ و Δ على مدى نطاقها الكامل 360∘، مما يلغي مناطق الدقة المنخفضة التي تتم مواجهتها في بعض تصميمات العناصر الدوارة، وبالتالي ضمان حساسية عالية للأغشية الرقيقة جداً عبر جميع أنواع العينات.

- يُعد استخدام بصريات البقعة الدقيقة (ما يصل إلى 8 أحجام قابلة للتحديد بواسطة الكمبيوتر) أمراً حيوياً للقياس الدقيق للميزات الصغيرة على الرقائق ذات الأنماط أو العينات غير المتجانسة، مما يمنع تداخل الإشارة من مناطق المواد المجاورة غير المرغوب فيها.

- يسمح النطاق الطيفي الكامل (على سبيل المثال، 190nm إلى 2100nm) بالتوصيف الشامل لخصائص تشتت وامتصاص المواد، على عكس أجهزة قياس الاستقطاب بالليزر أحادية الطول الموجي التي لا يمكنها حل سوى معلَمين كحد أقصى.

- يُعد نظام الرؤية المتكامل أمراً بالغ الأهمية للسماح للمستخدم بتصور وتحديد موضع البقعة الدقيقة بدقة على الميزة المستهدفة لعينة منقوشة، مما يضمن دقة القياس وتجنب أخطاء سوء الموضع.

الكواشف (Detectors) 

- تحول الكواشف الفوتونات أو الإلكترونات الساقطة إلى إشارة كهربائية قابلة للقياس، مع تقنيات مختلفة (مثل PMTs، CCDs، مصفوفات InGaAs، كواشف الانجراف السيليكوني) مُحسَّنة لـ نطاقات طيفية مختلفة (فوق البنفسجي إلى تحت الأحمر القريب) ومستويات الإشارة.

- يتم تطبيق آليات التبريد العميق (مثل النيتروجين السائل أو تبريد بيلتيير متعدد المراحل) في الكاميرات العلمية (مثل مصفوفات CCD أو InGaAs) لتقليل تيار الظلام والضوضاء الحرارية بشكل كبير، مما يتيح الكشف عن إشارات ضوئية ضعيفة للغاية.

- تستخدم كواشف CCD المضاعفة للإلكترون (EMCCDs) كسباً على الرقاقة لتضخيم الإشارة قبل عملية القراءة، متغلبة على قيود ضوضاء القراءة وتحقيق قدرة كشف قريبة من الفوتون الواحد، وهو أمر ضروري لتطبيقات الفلورة ورامان منخفضة الإضاءة.

- تُستخدم كواشف الحالة الصلبة في أنظمة XRF (مثل كواشف الانجراف السيليكوني) في وضع تشتت الطاقة، حيث تتناسب سعة نبضة التيار المقاسة مباشرة مع طاقة فوتون الأشعة السينية الساقط، مما يسهل الكشف المتزامن متعدد العناصر.

- يُعالج اختيار مادة الكاشف (مثل السيليكون لفوق البنفسجي/المرئي، InGaAs لتحت الأحمر القريب) مباشرة الحاجة إلى كفاءة كمومية مثالية (QE) في المنطقة الطيفية محل الاهتمام، مما يضمن تحويل الحد الأقصى من الفوتونات الساقطة إلى إشارة.

- توفر الكواشف أحادية القناة مثل أنابيب المضاعف الضوئي (PMTs) حساسية وسرعة عاليتين للغاية للتجارب المعتمدة على الزمن (مثل TCSPC)، متغلبة على قيود أوقات قراءة الكواشف المصفوفة الأبطأ.

- تدمج كاميرات التصوير فائق الطيف (HSI) كواشف مصفوفة عالية الحساسية مع مطياف لالتقاط طيف كامل عند كل بكسل في صورة، مما يحل مشكلة رسم الخرائط التقليدي للنقطة الواحدة عن طريق زيادة سرعة الحصول على البيانات للمناطق الكبيرة بشكل كبير.

- يركز تحسين النظام على تقليل ضوضاء القراءة وزيادة النطاق الديناميكي لضمان التقاط كل من الميزات الطيفية الشديدة والضعيفة جداً في نفس القياس بدقة دون تشبع أو ضياع في أرضية الضوضاء.

شبكات الحيود (Diffraction Gratings)

- شبكات الحيود هي المكونات البصرية الأساسية في أحادي اللون والمطياف، حيث تستخدم أخاديد محفورة بدقة أو مسجلة هولوغرافياً لـ تشتيت الضوء متعدد الألوان إلى أطواله الموجية المكونة بناءً على زاوية الحيود.

- يتم اختيار خصائص الشبكة، مثل كثافة الأخدود (خطوط/مم) و زاوية التوهج (للأنواع المحفورة/الهولوغرافية المتوهجة)، للتحسين من أجل التشتت والكفاءة الطيفية المطلوبة في نطاق طولي موجي محدد، مما يحل المقايضة بين الدقة ونقل الضوء.

- يتم تصنيع شبكات عالية الجودة لتقليل تلوث الضوء الشارد والأشباح (قمم طيفية زائفة) التي يمكن أن تفسد الإشارة عند تحليل إشارات التلألؤ أو رامان الضعيفة المجاورة لمصادر مكثفة.

- لتطبيقات فوق البنفسجي الفراغي (VUV)، يتم استخدام شبكات المسافات الخطية المتغيرة (VLS) وتصميمات حلقية لتصحيح الانحرافات البصرية، مما يضمن دقة طيفية عالية ويحافظ على تركيز ثابت عبر نطاق المسح بالكامل.

- يؤثر اختيار نوع الشبكة (محفور تقليدياً، هولوغرافي، أو هولوغرافي متوهج) مباشرة على منحنى كفاءة الشبكة، مما يضمن تركيز أقصى شدة للضوء في رتبة الحيود المطلوبة، وتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء.

- غالباً ما تكون المطياف مجهزة ببرج شبكي متعدد، يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر، مما يسمح للمستخدم بالتبديل السريع بين كثافات الأخدود المختلفة وأطوال موجية التوهج لتلبية متطلبات الدقة والتغطية الطيفية المتنوعة دون إعادة محاذاة يدوية.

- يتم استخدام حسابات كفاءة الشبكة المستندة إلى النظرية الكهرومغناطيسية أثناء التصميم لتحسين معلمات مثل عمق الأخدود لتكوينات VUV محددة، مما يضمن رفض الرتبة العالية المطلوب وأداء النظام الكلي.

- بالنسبة للأنظمة المتقدمة، يجب أن تحقق مقاييس الزوايا الميكانيكية التي تتحكم في زاوية الشبكة دقة مسح زاوي فائقة الدقة (على سبيل المثال، 0.4′′ ثواني قوسية) وتحافظ على دقة ترجمة تحت الميكرومتر لضمان تحديد موضع طولي موجي عالي التكرار والدقة أثناء المسح الطيفي.

أحادي اللون والمطياف (Monochromator and Spectrograph - M/S)

- يُعد أحادي اللون/المطياف مسؤولاً عن عزل وتشتيت الضوء، ويحدد اختيار البعد البؤري مباشرة التشتت والدقة الطيفية المحتملة، وهو أمر بالغ الأهمية لحل الميزات الطيفية الضيقة (على سبيل المثال، Δλ<0.1nm).

- تستخدم أحاديات اللون عادةً كاشفاً واحداً وتقوم بمسح زاوية الشبكة خطوة بخطوة للحصول على طيف بمرور الوقت، وتستخدم آليات عالية الدقة (مثل قضبان الجيب) لضمان دقة الطول الموجي وقابلية التكرار (على سبيل المثال، ±0.03nm).

- تم تصميم المطياف لاستخدام كواشف مصفوفة متعددة القنوات (مثل CCDs) في موضع شبكي ثابت، حيث تلتقط نطاقاً طيفياً واسعاً في وقت واحد، مما يحل قيود الوقت لأحاديات اللون الماسحة للحصول على طيف سريع.

- تستخدم الأدوات عالية الدقة (على سبيل المثال، 1000mm بعد بؤري) تصميمات جسم مصبوب لإزالة الإجهاد والتوسع الناتج عن درجة الحرارة، وبالتالي منع تحولات الطول الموجي وفقدان الإشارة التي تهدد استقرار القياس على المدى الطويل.

- يستخدم النظام تحكماً آلياً في الشقوق (المدخل والمخرج) لضبط عرض النطاق الطيفي (عرض النطاق التمريري) بدقة، مما يسمح للمستخدم بتحسين التوازن بين الدقة الطيفية وإجمالي شدة الضوء الواصلة إلى الكاشف.

- غالباً ما تستخدم المطياف الأصغر آليات دفع مباشر لـ السرعة العالية في حركة الشبكة، بينما تستخدم أحاديات اللون الأكبر ذات الدقة العالية آليات قضبان جيب أبطأ لتحقيق دقة وقابلية تكرار فائقة في تحديد الموضع.

- يعالج اختيار نوع الأداة (بعد بؤري صغير مقابل كبير) مباشرة تحدي الحصول إما على نطاق طيفي كبير في لقطة واحدة (مطياف صغير مع مصفوفة) أو تحقيق دقة فائقة (وضع مسح أحادي اللون كبير).

- تستخدم أحاديات اللون المصممة لنطاق فوق البنفسجي الفراغي (VUV) بصريات متخصصة (على سبيل المثال، مبادئ دائرة رولاند أحادية البصريات) وميكانيكا فائقة الدقة تحت الفراغ للحفاظ على إنتاجية عالية وتحقيق دقة طيفية استثنائية (على سبيل المثال، > 150,000).

مطيافية الفلورة بالأشعة السينية (X-ray Fluorescence Spectroscopy - XRF)

- XRF هي تقنية تحليلية غير تدميرية تحدد التركيب العنصري للمواد الصلبة والسوائل والمساحيق عن طريق إثارة الذرات بأشعة سينية أولية وقياس طاقة الأشعة السينية الفلورية المميزة الناتجة.

- تحل هذه التقنية تحدي إعداد العينات المعقد من خلال كونها مناسبة للتحليل المباشر عبر مجموعة واسعة من المصفوفات، وتوفر تحليلاً عنصرياً سريعاً من العناصر الثقيلة (U) وصولاً إلى العناصر الخفيفة (Be أو Na)، اعتماداً على التكوين.

- يؤدي تفاعل الأشعة السينية مع الذرة إلى توليد خطوط انبعاث الأشعة السينية المميزة (انتقالات K، L، M) التي تشكل بصمة عنصرية فريدة، مما يسمح بتحديد المكونات بشكل لا لبس فيه داخل خليط معقد.

- الكفاءة في الكشف عن العناصر الخفيفة منخفضة بطبيعتها لأن عائد الفلورة الخاص بها صغير، وهو قيد مادي يتم معالجته عن طريق تحسين هندسة الجهاز واستخدام كواشف عالية الحساسية في فراغ أو جو هيليوم.

- تستخدم مطيافية تشتت الطاقة بالأشعة السينية (EDXRF) كواشف أشباه موصلات الحالة الصلبة (مثل كواشف الانجراف السيليكوني) لقياس طاقة كل شعاع سيني منبعث مباشرة، مما يتيح التحليل المتزامن متعدد العناصر والحصول السريع على الطيف العنصري الكامل.

- يتطلب النظام مولد أشعة سينية عالي الاستقرار (عادةً 20 إلى 100kV) لإنتاج الشعاع الأولي، والذي يشتمل على كل من الإشعاع المستمر واسع النطاق وخطوط مميزة حادة من المادة المستهدفة، مما يحسن كفاءة الإثارة.

- يسمح استخدام المجمعات أو بصريات الأشعة السينية أحادية الشعيرات المتقدمة (التي تعتمد على الانعكاس الخارجي الكلي) بتركيز وتوجيه شعاع الأشعة السينية، مما يتيح تحليل الميزات أو البقع الصغيرة على سطح العينة.

- توفر XRF قدرة تحليل كمي، حيث تتناسب شدة ذروة الأشعة السينية المميزة طردياً مع تركيز العنصر، مما يسمح للمحللين بتحديد المحتوى العنصري بدقة من 100% وصولاً إلى مستويات تحت جزء في المليون بعد المعايرة.

اضغط هنا للتعرف أكثر على منتجات شركة Horiba