2025年4月18日，西湖大学云谷校区E10-304实验室举办了能谱应用专题技术培训会，由周桃飞博士主持、牛津仪器能谱仪应用苗亚洲博士主讲，系统解析了特征X射线探测机制与牛津仪器能谱（EDS）技术的参数优化策略。
本次培训聚焦科研测试中的核心需求，针对特征X射线激发原理，重点讲述了牛津仪器能谱系统在各种测试条件下对性能的影响，包括电镜电压，束流/光阑，样品位置与检出角，探测器探测距离，信号处理时间等对于输出信号质量的耦合影响。当应对不同测试需求，如高能量分辨率（区分谱峰重叠元素）、高空间分辨率（获得纳米级元素分布）与高输出计数率（探测微量元素和分布）进行动态调节。基于能谱的构造，详细介绍了无窗型能谱（Extreme）的设计理念和优势所在，适用于高分子、生物、半导体、纳米材料科学等领域测试。针对日常的定量测试需求，详细介绍了如何获得定量结果。
本次培训扩展了广大学生对能谱仪的认知，了解了X射线探测的基本原理和影响因素，为以后更加全面的发挥能谱仪的优势和性能奠定了基础。
现场指导DEMO样品
培训会现场
一、EDS技术原理与信号处理流程
能谱仪的核心在于正确的接收信号和对信号进行处理，满足不同测试需求。电子束作用于样品后激发特征X射线，能谱仪将特征X射线接收后转变为电压信号，随后由脉冲处理器进行信号的处理并导入到电脑中形成谱图，基于牛津仪器先进的Tru-Q定量引擎，获得微区准确的元素成分和元素分布。
EDS技术原理
二、EDS极限性能
能谱仪对于特征X射线的探测取决于电镜、样品、能谱仪以及三者之间的空间关系，因此正确理解能谱仪探测的原理和各种测试条件对于能谱仪性能的影响至关重要。
测试电压决定了激发元素的特征X射线线系和作用范围；束流大小直接影响了X射线的产额；工作距离（WD）、检出角、探测距离和晶体面积限制了各元素的接收强度；能谱仪处理时间直接确定了谱峰分辨率。
为了进一步提升能谱仪的检测极限能力，牛津仪器推出了无窗型能谱仪（Extreme）。通过进一步改变晶体面积，探测距离和无窗的设计，使得Extreme对于低能端信号具有极高的探测能力，适合对轻元素、束流敏感型和纳米级尺寸样品进行分析，适合进行高分子、生物、半导体和纳米材料的研究。
测试条件对EDS表征的影响
无窗型能谱（Extreme）的设计理念
三、定量分析与参数优化
牛津仪器能谱仪具有极高的定量准确性，是稳定固体试样微区分析最基本、最方便、准确可靠、快速的元素分析手段。
在正确的获得谱图之后，牛津仪器能谱仪特有的Tru-Q定量引擎，准确的对谱图进行处理，保障了元素测试的准确性和稳定性。Tru-Q定量引擎包含了FLS（高帽滤波）、QCAL（硬件校准）、PPC（和峰修正）及XPP（基体修正算法），高效准确的自动进行元素的识别和定量计算，保障了日常的分析测试需求。
总结
本次培训通过理论与实践结合，掌握了特征X射线产生和接收的基本过程，了解了电镜、样品和能谱仪三位一体的综合影响，深入探讨了牛津仪器能谱技术的关键参数与操作规范。依赖于牛津仪器能谱仪系统的精确性微区元素表征能力，为西湖大学材料科学、半导体检测等领域提供了高效、可靠的解决方案。
联系方式与合作咨询
西湖大学物质科学公共实验平台（云谷校区E10-131）提供在线预约、样品前处理指导及测试服务支持，具体参数指标可访问：西湖大学物质科学公共实验平台网站http://iscps.westlake.edu.cn查询，或联系曹文菁老师，邮箱：caowenjing@westlake.edu.cn 。
