ＥＤＸの分解能３

どうもボクです．

ＥＤＸの分解能って，結局なんなのかって言うと，いかにしてシャープなピークを得ることができるか！って感じじゃないでしょうか．でも，多くの希土類元素を含むようなヘンテコな試料を除けば，カルシウム（Ｃａ）より原子番号の大きいピークは，重なり合うこともないので，こういうこだわりは無視すればいいのですが，軽元素（ホウ素Ｂから窒素Ｎくらいまで）の定量分析に分解能の値が影響します．具体的には，以下のスペクトラムを見てください．
EDAX参照

このスペクトラムは，ナイロンの分析例を示す物ですが，分解能が良ければ良いほど（値が小さければ小さいほど），ピークの重なりが小さいですね．これって重要で，そのうち書くけど，定量分析を行う際のガウシアンフィッティングにモロに影響するんですよ．ピークの分離が優れていれば優れているほど，きちんとした定量分析がおこなえる（はず）．

日本のＥＤＸメーカーのＨＰを参照してみれば
日本電子さんでは，１３３－１４４ｅＶ以下
日立さんでは，１３３ｅＶ以下
ＥＤＡＸさん，１３０－１３８ｅＶ以下
堀場さんでは，１３３－１３７ｅＶ以下
島津さん，不明
たまに画像をお借りしてる４ｐｉさんは，１２９－１３２ｅＶ程度のエネルギー分解能を持つ検出器が開発されております．これらの値は，分析対象物が何であるかの場合に考えなくてはなりませんけど，あんまり気にしなくてもいいんじゃないでしょうか？ｗエネルギー分解能が良ければ，正しい定量分析ができるって訳ではありませんからね！

ＰＳ
世の中には波長分散型のＸ線検出器ってのがあります．いわゆるＷＤＸとかＷＤＳと呼ばれているヤツです．ＷＤＸがなんで精度の良い定量分析ができるかというと，ＷＤＳの分解能はだいたい１０ｅＶ前後だからです．スペクトラムのピーク分離が優れているので，ＥＤＸでは分析できないような元素の分析にも向いているようです．まぁそんな感じです．
EDAX参照

ＥＤＸの分解能２

どうもボクです．

ＥＤＸの分解能について，先日記事にしてみました．今日はその補足です．

ＥＤＸの分解能の決定には，いくつか要素があって，それは，検出素子内での生成電荷のばらつき，前置増幅器の雑音，電気回路の安定度などです．このなかで，生成電荷のばらつきによるエネルギー分布の広がりΔＥは，以下のように提案されています．



Ｆ：ファノ因子（０．０５－０．１３）
ε：一対の電子・正孔対を生成するのに必要な平均エネルギー
Ｅ：入射Ｘ線のエネルギー
です．

ファノ因子は，理論的に求められているのですが，Ｓｉ（Ｌｉ）検出器では，Ｆは，だいたい０．０５－０．１３であります．検出素子の結晶に格子欠陥や不純物などが少なくて結晶性の良い物であれば，Ｆは０．０５に近づきます

εは，Ｓｉ（Ｌｉ）検出素子が７７Ｋであるときに３．７ｅＶくらい（文献によって様々，だいたい３．６－３．９かな？？）です．７７Ｋ＝液体窒素の温度でいいと思う．この値が小さいと，Ｘ線量子あたりに発生する電荷量が大きくなるので，エネルギー分解能がよくなります．ちなみに，ガス比例計数管のイオン化には約３０ｅＶ，ＮａＩ（Ｔｌ）シンチレータの光電子発生には約３００ｅＶのエネルギーが必要となるので，Ｓｉ（Ｌｉ）半導体検出器が，他のＸ線検出器と比べて感度がよいのが特徴です．

それから，エネルギー分解能を決定しているもう一つの要素は，前置増幅官の雑音（ΔＥ０）は，漏れ電流，静電容量，冷却温度などによって決定される値で，数１０ｅＶです．

ネット上で，エネルギーとΔＥのグラフをゲッツしましたが
出典がどこか忘れちゃいました＞＜

で，普段，エネルギー分解能と呼んでいる値は，ＦとΔＥ０の値と，Ｅ＝５．９４０（ＭｎのＫα線）を代入した値のことです．

ＥＤＸの分解能

どうも僕です．

ＥＤＸのエネルギー分解能って分析にかなり影響されるのですが，今回は，そのエネルギー分解能についてちょっと書いてみたいと思います．

エネルギー分解能は，通常ＭｎのＫα線（５．８９５ｋｅＶ）の半値幅（full width at half maximum；fwhm）の値を用いています．以下に模式図を示します，
ウィキペディア参照
これって，単に半値幅と言うときが多いけれど，正確には半値全幅と呼びます．（ボクも今まで知らなかった・・・まぁ英語をちゃんと訳したらこうなるよねｗ）

あ，今までなんにも書かなかったけど，ＥＤＸのスペクトラムのピークって大体ガウス分布≒正規分布と見なすことができます．ガウス分布の数式って
ウィキペディア参照
と書きます．で，これを展開すると，
ウィキペディア参照
正規分布の半値幅は，標準偏差 σ の約２．３５倍であることが判ります．

これって重要な事なんですよね．まぁまた今度書くけど，エネルギーピークをガウスフィッティングして，そのピークの強度（intensity）を求めて定量計算を実行するんですが，その際に標準偏差σもはじき出されるわけです．まぁ何が言いたいのかというと，標準偏差から半値幅を求めた場合，メーカーがアプリケーションに組み込んだ半値幅計算値と若干違う場合があります><　気をつけましょう・・・ で，アプリケーションで半値幅を求める機能ってのは，どこのメーカーのソフトでも備え付けられているけど，以下のような感じです， 4pi参照

おしまい