QUANTAX能谱仪用户手册Version 1.0目录系统简介 (3)1. QUANTAX硬件系统 (4)1.1 XFlash®系列探测器 (6)1.2 SVE系列信号处理器 (8)1.3 PC工作站 (11)2. QUANTAX软件系统 (12)2.1 软件登录 (13)2.2 主菜单介绍 (13)2.3 软件的基本功能介绍 (15)2.4 谱图采集的简易步骤与方法 (19)3. 显微分析基础知识 (28)3.1 粒子的相互作用 (29)3.2 连续X射线的产生 (Bremsstrahlung) (29)3.3 微分析中的激发空间和渗透深度 (30)3.4 辐射的能量计算 (30)3.5 临界能量 (31)4. 定性和定量方法 (33)5. 名词解释 (33)6. 常见用户疑问 (33)7. 参考书及资料 (33)系统简介QUANTAX是一种理想的多功能能量色散型微分析系统，广泛应用于工业、教育、科研等领域。
QUANTAX系统提供了不同的配置及各种选项以满足日益复杂的分析要求。
该系统可配置在扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针，以及双束FIB等分析仪器上。
所有的QUANTAX系统均可对体材料、薄膜材料、抛光样品、粗糙样品以及颗粒样品提供最先进的真正无标样定量分析。
该系统优化的自动或交互式图谱分析方法、先进的P/B-ZAF方法和精确全面的元素数据库确保无标样定量具有非常高的置信度。
此外，该系统还提供了基于PhiRhoZ的有标样定量分析选项包。
QUANTAX系统独特组合的有标样定量方法和无标样定量方法大大扩展了其分析能力。
QUANTAX系统直观的图形用户界面、灵活的项目管理组，以及不同风格报告的生成器是分析工作更为方便。
该软件可根据目的进行不同的设置以同时满足初学者和专家级用户的分析需求。
所有的QUANTAX系统均包含了一个在线帮助系统并且支持远程诊断和远程帮助。
本操作手册包含了基本的操作规程和简略的软件介绍，在线帮助系统及用户手册提供了更为详尽的资料。
如您有其它问题或需要帮助，请与我们联系：Bruker AXS GmbHBruker AXS北京代表处（应用技术中心）北京市海淀区中关村南大街11号光大国信大厦5201室邮编：100081电话：+86-10-68486946/7/8传真：+86-10-88417855热线：800-8109-066网站： (中文)Bruker AXS上海代表处上海市徐家汇路430号电力大厦311-315室邮编：200025电话：+86-21-64729277传真：+86-21-64720667Bruker AXS广州/深圳代表处电话：1. QUANTAX硬件系统QUANTAX系列能谱仪硬件主要由三个部分组成：★SDD探头：重量约为2.5Kg，标配与电镜匹配的专门的法兰盘，安装于电镜镜身，所占空间很小。
工作温度0°C ~ 35 °C，存放温度-10 ~ +55 °C，湿度要求90 % RH，工作电压为+ /- 15V (+5%), 300 mA★脉冲处理器：外型尺寸165*270*495 mm³，工作温度0°C ~ 40 °C，存放温度-10 ~ +70 °C，湿度要求90 % RH，工作电压为100 - 240 V AC, 50/60 Hz交流电，功率约为50 W（包含SDD探头在内）★ 配有Esprit软件的工作站式的电脑系统，标配19英寸液晶显示屏下图为Quantax硬件系统组成：日常维护：Quantax 系列电制冷能谱仪为免维护系统，开机30秒即可正常工作。
开关机程序及注意事项：★ 开启电脑工作站，正常运行后，登陆Windows XP 系统；★ 登陆桌面的Esprit 软件，如Esprit 1.8，Esprit 1.9，然后输入User: edx ；Password: edx ★ 建议实验室温度不要超过35°C ；不用时能谱仪处理器仍然保持开启状态，电脑、显示器和打印机关掉。
★ 仪器主机房间在满足电镜的前提下，能谱仪的脉冲处理器的物理放置位置尽量远离大功率仪器和机械振动等干扰源。
能谱仪工作的原理：样品受高能电子束的轰击而激发出的特征X 射线，特征X 射线穿过SDD 探测器的薄窗进入探测器，使硅原子电离（大约10-12秒），产生若干电子-空穴对，电子-空穴对中的电子漂移到达阳极产生可测试的电信号（SDD 探测器中空穴对信号传递没有贡献）。
产生一个电子-空穴对的能量ε =3.8eV ，能量为Ex 的X 射线是可产生的电子-空穴对数：PN 结上, 加一偏置电压,所产生的电子的电荷脉冲XFlash ®系列探测器脉冲处理器PC工作站式计算机ESPRIT分析软件εx E =n由于电荷量很小, 必须经电荷灵敏的场效应管(FET)前置放大器将它转化为电压脉冲, 送入主放大器进一步放大和整形, 最后送到多道脉冲分析器。
电压脉冲式中积分电容C f 为常数。
多道脉冲高度分析器主要由模数转换器、存储器及显示器组成，将送进来的模拟电压信号转化为数字信号，方法是：将电压脉冲幅度的总范围划分为许多相等的间隔V1，V2……Vn ，称为通道，每个通道内脉冲个数可以计算出来，对应光子数即为强度，每个通道内脉冲幅度对应光子能量。
由存储器将输出的脉冲数记在相应的通道地址中,并进行累计。
显示窗口上显示出按脉冲高度分类计数的X 射线谱,横坐标是能量，纵坐标是强度。
1.1 XFlash ®系列探测器x x E e E ne Q ∝==εx f x f E e C E C Q V ∝==ε探头特性：重量约为2.5Kg，标配与电镜匹配的专门的法兰盘，安装于电镜镜身，所占空间很小。
工作温度0°C ~ 35 °C，存放温度-10 ~ +55 °C，湿度要求90 % RH，工作电压为+/- 15V (+5%), 300 mASDD全称为S ilicon D rift D etector，是一个国际化标准的名称，即硅漂移探测器，完全区别于传统的液氮型探测器Si(Li) Detector，目前正在取代液氮型探测器。
布鲁克SDD有如下特点：★ 采用军工、航天制冷技术，开机30秒内即可达到正常工作状态，即开即用，不用时可直接关机，完全免维护；★只需两级Petier效应就能达到制冷要求，无液氮、无离子泵、无任何制冷媒介；★ 工作温度为-25 ~ -30°C；下图为液氮能谱的内部结构图：布鲁克传统液氮型能谱仪内部结构简介（目前已于2007年停产，专注电制冷）★准直器、电子陷阱系统(C ollimator + E lectron T rap) －限制X射线的收集角度，它和窗口前的电子陷阱组成一体。
电子陷阱由探头窗口前的两块小磁铁组成，使入射的电子路径偏转,防止电子进入探头★超薄窗(SATW - S uper A tmosphere supporting T hin W indow) －密封真空，同时保护晶体。
★晶体(C rystal) －将接收到得X射线信号转换为电荷信号。
产生的电荷信号被FET转化成电压信号，经前置放大器放大★FET场效应管 (F ield E ffect T ransistor) －该场效应管具备高灵敏度，将晶体产生的电荷信号转化成电压信号。
由于FET通过金导线与晶体相连接，电容效应较大★前置放大器 －对FET输出的电压信号放大，输出至脉冲处理器处理获下图为电制冷SDD探测器的内部结构图：★ 准直器、电子陷阱和探测器一体化设计，无需现场安装，大大减小了人为污染窗口和使超薄窗破掉的几率★ 布鲁克专利的水滴形晶体设计，将晶体(Crystal)与FET 场效应管一体化，大大的减小了晶体与FET 之间的电容，从而提高了信号传输的速度，稳定性提高了，同时也降低了噪音，使分辨率大大提高1.2 SVE 系列信号处理器脉冲处理器特性：外型尺寸165*270*495 mm³，工作温度0°C ~ 40 °C ，存放温度-10 ~ +70 °C ，湿度要求90 % RH ，工作电压为100 - 240 V AC, 50/60 Hz 交流电，功率约为50 W （包含SDD 探头在内）1.2.1 正常工作时，指示灯状态：Processing Unit 绿灯常亮Detector Supply 绿灯常亮Cooling System 绿灯常亮Data Transfer 黄灯闪烁★ 如有异常，建议关掉电源，重启处理器1.2.2 处理器后侧自上而下有如下接口：1.探测器接口：为SDD 探头提供电源，接收前置放大器的信号输出2.风扇电源接口（技术升级后，不再使用）3.RS232标准接口：信号传输接口（备用）4.MegaLink 接口：将处理器处理过的测试信号传送致工作站，传送速率为20Mbit/s工作指示灯待机指示灯电源开关5.Multi I/O Port：用于信号传送（备用）6.Control BU ESB：为EBSD提供电源，并传送相关信号处理器各接口图一览：1.3 PC工作站标配当前最流行的计算机处理系统，同时在计算机主机内部预安装I/O Scan Card，采用PCI通用设计，作为工作站和信号处理器的中介适配装置，保证最佳性能的同时，使扫描速度更迅速。
电镜信号传送接口SVE信号传送接口标准PCI插槽专用I/O Scan Card有如下主要特点：1.标准PCI接口的I/O扫描适配器2.能自动接管SEM外部扫描控制电子束3.同步图像采集和传输4.电子数字图像与SEM图像始终保持一致，元素面分布图分辨率可达行业最高的4096*30722. QUANTAX软件系统Quantax软件名称为Esprit，是基于Linux系统开发的，可安装在WinXP和Vista操作环境下的系统，主要特点是软件操作灵活、既有导航功能，同时兼顾有经验用户的操作，几乎所有功能都向用户开放，软件占用存储空间非常小。
下图为软件的中文界面一览图：最大化后软件的界面：2.1 软件登录ESPRIT软件基于QUANTAX服务器和客户工作站运行。
日常使用时，用户仅需要运行ESPRIT程序；服务器软件及相应通讯程序会自动登录并开始运行。
ESPRIT登录—点击桌面上的图标或者通过开始菜单即可进入ESPRIT程序。
进入时，需要用户名及密码。
在多客户端的情况下，用户可从任意客户—工作站登录，并从QUANTAX服务器获取私人数据。
当网络上有多个QUANTAX服务器时，登录时将提示选择所需的服务器进行登录。
多用户系统—在多用户系统的情况下，多个用户可以同时登录并管理各自和公共的数据。