इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब और सूक्ष्मविश्लेषण

इलेक्ट्रॉन-बीम सूक्ष्मविश्लेषण खनिजों की रासायनिक संरचना को माइक्रोन पैमाने पर इन-सीटू (in situ) मापता है, जो उनके द्वारा उत्सर्जित विशिष्ट एक्स-रे का पता लगाकर किया जाता है।

Definition

इलेक्ट्रॉन-बीम तकनीकों का समूह, मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, जिसका उपयोग माइक्रोन पैमाने पर खनिजों की रासायनिक संरचना और सूक्ष्म-बनावट की छवि बनाने के लिए किया जाता है।

Scope

यह विषय इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब (EPMA) और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM), इलेक्ट्रॉन बमबारी के तहत विशिष्ट एक्स-रे का उत्पादन, तरंगदैर्ध्य- और ऊर्जा-प्रकीर्णन स्पेक्ट्रोमेट्री, मैट्रिक्स सुधारों के साथ मात्रात्मक विश्लेषण, और पश्च-प्रकीर्णित और द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों द्वारा इमेजिंग को शामिल करता है। यह मात्रात्मक खनिज रसायन विज्ञान प्राप्त करने की प्रमुख विधि है।

Core questions

• एक इलेक्ट्रॉन बीम खनिज में विशिष्ट एक्स-रे कैसे उत्पन्न करता है?
• तरंगदैर्ध्य- और ऊर्जा-प्रकीर्णन स्पेक्ट्रोमीटर कैसे भिन्न होते हैं?
• मात्रात्मक सांद्रता प्राप्त करने के लिए मैट्रिक्स सुधारों का उपयोग कैसे किया जाता है?
• पश्च-प्रकीर्णित-इलेक्ट्रॉन छवियां संरचना के बारे में क्या बताती हैं?

Key theories

विशिष्ट एक्स-रे उत्पादन और मात्रा निर्धारण

एक इलेक्ट्रॉन बीम आंतरिक-शेल इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालता है, और परिणामी विशिष्ट एक्स-रे तत्वों की पहचान करते हैं और, परमाणु संख्या, अवशोषण और प्रतिदीप्ति प्रभावों के लिए सुधार के बाद, खनिज घटकों की मात्रात्मक सांद्रता प्रदान करते हैं।

संरचनात्मक इमेजिंग

औसत परमाणु संख्या के साथ पश्च-प्रकीर्णित-इलेक्ट्रॉन तीव्रता बढ़ती है, इसलिए छवियां कणों के भीतर संरचनात्मक भिन्नता और ज़ोनिंग का मानचित्रण करती हैं, जो मात्रात्मक बिंदु विश्लेषणों का मार्गदर्शन करती हैं।

Clinical relevance

मात्रात्मक सूक्ष्मविश्लेषण भू-तापमानमापन (geothermobarometry), संरचनात्मक ज़ोनिंग और विसरण के अध्ययन, छोटे चरणों की खनिज पहचान, और अयस्क लक्षण वर्णन का आधार है, जिससे यह पृथ्वी विज्ञान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले विश्लेषणात्मक उपकरणों में से एक बन गया है।

History

रेमंड कास्टिंग ने 1950 के दशक की शुरुआत में पहला इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब बनाया और उसका वर्णन किया, जिसने मात्रात्मक इन-सीटू रासायनिक विश्लेषण स्थापित किया; बाद के दशकों में ऊर्जा-प्रकीर्णन डिटेक्टर, स्वचालित सुधार प्रक्रियाएं, और संयुक्त SEM इमेजिंग आए, जिसने भूविज्ञान में सूक्ष्मविश्लेषण को नियमित बना दिया।

Key figures

• Raymond Castaing
• Joseph I. Goldstein
• S. J. B. Reed

Seminal works

• reed2005
• goldstein2018

Frequently asked questions

SEM और इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब में क्या अंतर है?

दोनों एक इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करते हैं, लेकिन SEM उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग के लिए अनुकूलित है जबकि इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब सटीक मात्रात्मक रासायनिक विश्लेषण के लिए अनुकूलित है, आमतौर पर तरंगदैर्ध्य-प्रकीर्णन स्पेक्ट्रोमीटर के साथ।

क्या इलेक्ट्रॉन माइक्रोप्रोब विश्लेषण नमूने को नष्ट कर देता है?

यह एक पॉलिश किए गए पतले खंड के पैमाने पर अनिवार्य रूप से गैर-विनाशकारी है; केंद्रित बीम बीम-संवेदनशील खनिजों में मामूली स्थानीय क्षति का कारण बन सकता है लेकिन आगे के अध्ययन के लिए नमूने को बरकरार रखता है।