EDXEDSDetektoren

EDX-EDS Detektoren, oft einfach als EDS-Detektoren bezeichnet, sind energiespektrale Detektoren, die in Elektronenmikroskopen zur Bestimmung der Elementzusammensetzung von Proben eingesetzt werden. Sie erfassen die charakteristischen Röntgenstrahlen, die entstehen, wenn der Elektronenstrahl die Probe trifft. Aus der Energie dieser Photonen lässt sich die chemische Zusammensetzung der Probe ableiten und räumlich als Mapping darstellen.

Funktionsprinzip: Beim Beschuss einer Probe mit Elektronen werden innere Elektronenschalen der Atome angeregt und charakteristische Röntgenlinien emittiert. Der Detektor wandelt die Photonen in elektrische Signale um, deren Amplituden die Photonenergien widerspiegeln. Aus dem Energie-Spektrum lassen sich Elemente identifizieren und in Grafiken oder Karten darstellen. Die Leistungsfähigkeit hängt von Detektortyp, Kühlung, Geometrie und Ereignisdichte ab.

Detektortypen: Historisch dominieren Si(Li)-Detektoren, die stabile Spektren liefern, aber Kühlung mit Flüssigstickstoff erfordern. Moderne Silizium-Drift-Detektoren (SDD) ermöglichen höhere Zählraten und vergleichbare Auflösung bei Peltierkühlung. Hochauflösende Detektoren auf Basis von Germanium (HPGe) bieten exzellente Energiespalt, sind aber größer, teurer und luftgekühlt bzw. cryogenisch gekühlt.

Leistung und Anwendung: Typisch liefern EDX-Detektoren Auflösungen von etwa 120–150 Elektronen bei Mn-Kα, decken energiespektral ca. 0,1–20 keV ab und ermöglichen qualitative sowie semi-quantitative Analysen. Quantifizierung erfordert Korrekturen für Absorption, Probengeometrie und Detektorresponse sowie Referenzstandards. EDX-Detektoren finden Anwendung in SEMs und TEMs zur Elementkartierung, Phasenbestimmung und Materialcharakterisierung, wobei Lichtelemente oft anspruchsvoll zu quantifizieren sind.