在STEM-EDXS数据的非负矩阵因子化辅助阶段脱和微量元素量化中
Hui Chen1, Farhang Nabiei2, James Badro3
1Electron Spectrometry and Microscopy Laboratory (LSME), Institute of Physics (IPHYS), École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne CH-1015, Switzerland.
Ultramicroscopy
|May 28, 2024
概括
这项研究引入了一种新的半自动化方法,结合非负矩阵因子化和先前的知识,使用扫描传输电子显微镜-能量分散式X射线光谱 (STEM-EDXS) 映射分析复杂材料,改进化学特征.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 地质化学 地质化学
- 电子显微镜电子显微镜
背景情况:
- 扫描传输电子显微镜-能量分散式X射线光谱 (STEM-EDXS) 对于材料的化学表征至关重要.
- 在STEM-EDXS中,对具有重叠阶段和共同元素的样本很难进行量化.
- 对电子束敏感的材料,比如来自地球深层的材料,带来了额外的分析挑战.
研究的目的:
- 在STEM-EDXS数据中开发一种半自动化方法来识别,细分和分离具有显著光谱和空间重叠的相.
- 获取精确的能量分散X射线光谱和复杂材料的相位丰度图.
- 为了在具有挑战性的样本矩阵中实现可靠的微量元素量化.
主要方法:
- 将非负矩阵分解 (NMF) 与对样本的先验知识相结合.
- 将该方法应用于来自地球深层地幔的电子束敏感矿物质组合.
- 半自动化相位识别,细分和光谱脱杂.
主要成果:
- 在复杂的矿物质组合中成功检索了复杂矿物质组合中的构成相的真实EDX光谱.
- 生成精确的相位丰度图,解决空间重叠.
- 取得了可靠的微量元素量化到大约100ppm的度水平.
- 在对电子束敏感样本上证明了该方法的有效性.
结论:
- 开发的方法有效地克服了因相重叠和有限的信号与噪声比率引起的STEM-EDXS量化方面的挑战.
- 这种方法提高了各种材料系统的化学表征能力.
- 该技术可用于分析具有复杂光谱和空间特征的各种材料.
