Elektronmikroprobeanalys

Elektronmikroprobeanalys, ofta förkortat EPMA, är en kvantitativ kemisk analysmetod som används för att bestämma sammansättningen i små volymer av material genom att excitera karakteristiska röntgenstrålar med en fokuserad elektronstråle. Metoden används inom geologi, mineralogi, materialvetenskap och arkeologi för att avgöra majoritets- och minoritetslement i mikrometriska områden.

Principen bygger på att en elektronstråle avsänd genom ett elektronmikroskop riktas mot provet, vanligtvis vid 15–20 kV. De excitationsprodukter som uppstår består av röntgenstrålar som är unika för varje grundämne och som analyseras med vågfördelningsdetektorer (WDS) eller energidispersiva detektorer (EDS). WDS har högre upplösning och bättre känslighet för lättare element; EDS är snabbare och bredare men har lägre energimåttlighet.

Kvantifiering kräver standarder och korrigeringar för matriceffekter, ofta genom ZAF-korrigering eller fundamentala parametrar. Resultatet rapporteras som vikt- eller atomprocent och åtföljs av osäkerheter som beror på element, matrix och mätförhållanden.

Provberedning består vanligen av polerade monteringar och ledande beläggningar vid icke-ledande prover för att minimera laddning. Instrumentparametrar väljs enligt mål, men typiska villkor är 15–20 kV och några till hundra nA, med mätningar som kan göras som punktprofil, kartor eller linjeskanning.

Användningsområden inkluderar analys av mineraler och bergarter, metalliska legeringar, keramiska material och arkeologiska artefakter där mikrometrisk rumslig upplösning krävs. Begränsningar inkluderar behov av etablerade standarder, matriceffektkorrigtioner och lägre känslighet för mycket lätta element samt risk för stråldamage vid längre exponering.