Estudio de la sensibilidad espacial en microanálisis con sonda de electrones

Abstract

En el microanálisis por sonda de electrones (EPMA) es muy importante calcular adecuadamente el factor de reforzamiento por fluorescencia de manera de no distorsionar los análisis cuantitativos. Dado que los detectores son incapaces de discriminar los rayos x característicos primarios de los secundarios, la simulación Monte Carlo del transporte de radiación se vuelve una herramienta determinante en el estudio de este reforzamiento. Además, debido a que el camino libre medio de los fotones es mayor que el de los electrones de energía similar, la fluorescencia secundaria puede incrementar el tamaño del volumen analizado degradando de esta manera la resolución espacial de esta técnica. Conocer bien el tamaño del volumen de interacción para las diferentes señales detectadas en EPMA es determinante para estimar el tamaño mínimo de la región que puede ser analizada. En una primera instancia de esta tesis se estudió el reforzamiento por fluorescencia característica y por el continuo en aleaciones de Fe-Ni de diversas composiciones a diferentes energías de interés en EPMA utilizando las herramientas de simulación provistas en el paquete de rutinas PENELOPE. Luego, también mediante simulación Monte Carlo, se procedió a estudiar el efecto de la fluorescencia secundaria en el tamaño del volumen de interacción en diferentes materiales en un gran rango de números atómicos y varias energías de incidencia.

In electron probe microanalysis (EPMA) an adequate assessment of the fluorescence correction factor is of fundamental importance in order not to distort quantitative analyses. Due to detectors are not capable of distinguishing primary and secondary characteristic photons, Monte Carlo simulation of radiation transport becomes a determinant tool in the study of this enhancement. In addition, given that the mean free path for photons is larger than that of electrons of similar energies, secondary fluorescence can increase the size of the analyzed volume thus degrading the spatial resolution of this technique. The knowledge of the size of the interaction volume is fundamental to estimate the minimum region of sample that can be studied. In this thesis the secondary fluorescence enhancement by characteristic as well as for continuum photons in Fe-Ni alloy of diverse composition and different beam energies is treated first using the simulation tools provided by the PENELOPE routine package. After this, also by Monte Carlo simulation, the effect of secondary fluorescence in the size of the interaction volume in different materials for a wide range of atomic numbers and beam energies was studied.