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在電子探針中，X射線是由樣品表面以下m數(shù)量級的作用體積中激發(fā)出來的，如果這個體積中的樣品是由多種元素組成，則可激發(fā)出各個相應(yīng)元素的特征X射線。被激發(fā)的特征X射線照射到連續(xù)轉(zhuǎn)動的分光晶體上實現(xiàn)分光(色散)，即不同波長的X射線將在各自滿足布拉格方程的2方向上被(與分光晶體以2：1的角速度同步轉(zhuǎn)動的)檢測器接收。
NMR波譜儀的突出優(yōu)點是波長分辨率很高。如它可將波長十分接近的VK(0.228434nm)，CrK1(0.228962nm)和CrK2(0.229351nm)3根譜線清晰地分開。但由于結(jié)構(gòu)的特點，譜儀要想有足夠的色散率，聚焦圓的半徑就要足夠大，這時彎晶離X射線光源的距離就會變大，它對X射線光源所張的立體角就會很小，因此對X射線光源發(fā)射的X射線光量子的收集率也就會很低，致使X射線信號的利用率低。此外，由于經(jīng)過晶體衍射后，強度損失很大，所以，波譜儀難以在低束流和低激發(fā)強度下使用，這是波譜儀的兩個缺點。
NMR波譜儀是用來對材料微區(qū)成分元素種類與含量分析，配合掃描電子顯微鏡與透射電子顯微鏡的使用。當(dāng)X射線光子進入檢測器后，在Si(Li)晶體內(nèi)激發(fā)出一定數(shù)目的電子空穴對。產(chǎn)生一個空穴對的平均能量ε是一定的(在低溫下平均為3.8ev)，而由一個X射線光子造成的空穴對的數(shù)目為N=△E/ε，因此，入射X射線光子的能量越高，N就越大。利用加在晶體兩端的偏壓收集電子空穴對，經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)換成電流脈沖，電流脈沖的高度取決于N的大小。電流脈沖經(jīng)過主放大器轉(zhuǎn)換成電壓脈沖進入多道脈沖高度分析器，脈沖高度分析器按高度把脈沖分類進行計數(shù)，這樣就可以描出一張X射線按能量大小分布的圖譜。
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