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Concept
Spectroscopie de rayons X à dispersion d'énergie
Résumé
La spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie (energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDS ou EDXS, en anglais) est une spectroscopie des rayons X .
Il y a deux manières d'analyser le spectre d'un rayonnement de rayons X. L'une d'elles est l'analyse dispersive en énergie utilisée ici et en spectroscopie de fluorescence de rayons X à dispersion d’énergie (energy-dispersive X-ray fluorecence spectroscopy, EDXRS, en anglais) pour l'application en spectrométrie de fluorescence des rayons X, l'autre étant l'analyse dispersive en longueur d'onde.
Les photons X sont captés par un détecteur à l'état solide, un semi-conducteur de silicium dopé au lithium (on parle de détecteur Si(Li)) ou un détecteur à dérive en silicium (drift silicon detector, SDD), refroidi à l'azote liquide ou par effet Peltier. Les photons X provoquent des ionisations dans le semiconducteur, les paires électrons-trous libres migrent sous l'effet du champ électrique de polarisation et provoquent des impulsions de courant dont la hauteur est proportionnelle à l'énergie du photon. On peut séparer par un discrimineur les impulsions selon leur hauteur, et donc compter les photons incidents selon leur énergie.
Ce type de détecteur a une bonne sensibilité pour les photons ayant une énergie entre 0.2 et 20 keV ; on détecte les éléments à partir du bore (Z = 5), mais le rendement est très faible car les photons de bore sont absorbés par la fenêtre qui protège le détecteur. Le carbone (Z = 6) est bien détecté.
La principale limitation de ce système d'analyse chimique provient de la largeur des raies, qui est importante (la résolution du système est de 130 eV sur le pic du manganèse, ce qui correspond à 60 eV sur le carbone), les pics de l'azote et de l'oxygène (énergie respective des raies Kα1 : 0,40 keV et 0,53 keV) ne sont pas totalement séparés. Mais la complexité des spectres augmente surtout lorsque des raies d'une autre transition se superposent, par ex. la série de raies L du chrome et les raies K de l'oxygène.
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