Die Bedeutung der Valenzbandspektren in der Elektronenstrahl-Mikroanalyse. VI

Zusammenfassung

Das derzeitige Hauptanwendungsgebiet der Valenzbandspektren ist die Heranziehung derK-Banden von Be, B, C, O, N und F zur qualitativen und quantitativen Elementaranalyse. Da die quantitative Elektronenstrahlanalyse in erster Linie an Hand der röntgenspektro-skopischen „schweren Elemente“ (z. B. Fe) entwickelt wurde, führt die übliche unveränderte Anwendung von Meßtechnik und Auswertung auf die „leichten Elemente“ infolge der Verbindungsabhängigkeit der Strukturparameter der Valenzbandspektren zu Analysenfehlern. Am Beispiel der Analyse von Sauerstoff in verschiedenen Verbindungen konnte dargelegt werden, daß der gewöhnlich bei Nichtbeachtung der chemischen Verschiebung und der Änderungen in den Formparametern gemachte Fehler bis 30 Relativprozent beträgt. Zur Ausschaltung dieses Fehlers wurden eine Reihe von Vorschlägen gemacht: Entweder kann die experimentelle Technik — etwa durch Messung der Gesamtintensitäten einer Bande oder durch Verringerung des Auflösungsvermögens des Spektrometers — modifiziert, oder eine sorgfältige Standardwahl getroffen werden. Schließlich besteht noch die Möglichkeit, in Erweiterung der in der Elektronenstrahlmikroanalyse üblichen Meßwertkorrekturen ein rechnerisches Korrekturverfahren einzuführen.

Die Anwendung des erweiterten Korrekturverfahrens auf die Sauerstoffbestimmung in Al₂O₃ und SiO₂ (Standard MgO) zeigt, daß die Intensitäts- und Verschiebungskorrektur mit hinreichender Genauigkeit durchgeführt werden kann, während die Absorptionskorrektur, welche einen Einfluß von etwa 20 Relativprozent auf das Ergebnis hat, mit einer Unsicherheit von 10–15 Relativprozent behaftet ist.

Die technisch wichtige quantitative Analyse der Elemente der 2. Periode konnte damit zwar verbessert werden, weitere Unsicherheiten, die zum größten Teil nicht von den Charakteristika der Valenzbandspektren herrühren, bleiben aber bestehen.

Summary

The chief application field of the valence band spectra at present is the reference to the K-bands of Be, B, C, O, N and F for purposes of qualitative and quantitative elementary analysis. Since the quantitative electron beam analysis was developed primarily on the basis of the Röntgen spectrographic examination of the “heavy elements” (for instance: iron), the conventional unaltered application of the measuring technique and evaluation to the “lighter elements” leads to analytical errors because of the binding dependence on the structure parameter of the valence band spectra. Using the example of the analysis of oxygen in different compounds it was found that the error amounted to 30 relative percent if no account was taken, as is usually the case, of the chemical shifting and the alterations in the form parameters. To eliminate this error a series of proposals was made: namely either modify the experimental technique — say by measuring the total intensities of a band of lower the resolving power of the spectrometer — or make a very careful choice of the standard. Finally there is the further possibility of extending the conventional corrections in the measured values in order to introduce a mathematical correctional procedure.

The employment of the extended correctional procedure to the oxygen determination in Al₂O₃ and SiO₂ (standard MgO) shows that the intensity- and shift correction can be conducted with adequate exactness, whereas the absorption correction, which has an approximately 20% relative per cents on the result, is burdened with an uncertainty of 10–15 relative per cents.

The quantitative analysis of the elements of the 2nd period, which is important from the technical aspects, can be improved without doubt, but nonetheless further uncertainties, which for the most part are not due to the characteristics of the valence band spectra, persist unchanged.