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Energy Dispersive Spectroscopy
Energy dispersive X-ray spectroscopy elemental mapping for reliable chemical characterization.
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Energy-dispersive X-ray spectroscopy
Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS, also abbreviated EDX or XEDS) is an analytical technique that enables the chemical characterization/elemental analysis of materials. A sample excited by an energy source (such as the electron beam of an electron microscope) dissipates some of the absorbed energy by ejecting a core-shell electron. A higher energy outer-shell electron then proceeds to fill its place, releasing the difference in energy as an X-ray that has a characteristic spectrum based on its atom of origin. This allows for the compositional analysis of a given sample volume that has been excited by the energy source. The position of the peaks in the spectrum identifies the element, whereas the intensity of the signal corresponds to the concentration of the element.
EDS elemental mapping
As previously stated, an electron beam provides sufficient energy to eject core-shell electrons and cause X-ray emission. Compositional information, down to the atomic level, can be obtained with the addition of an EDS detector to an electron microscope. As the electron probe is scanned across the sample, characteristic X-rays are emitted and measured; each recorded EDS spectrum is mapped to a specific position on the sample. The quality of the results depends on the signal strength and the cleanliness of the spectrum. Signal strength relies heavily on a good signal-to-noise ratio, particularly for trace element detection and dose minimization (which allows for faster recording and artifact-free results). Cleanliness will impact the number of spurious peaks seen; this is a consequence of the materials that make up the electron column.
EDS materials analysis
- Sensitive to low concentrations—minimum detection limits below 0.1% in the best cases
- Affords a high degree of relative precision—typically 2–4%
- Non-destructive in most situations
- Usually requires minimal sample preparation effort and time
- Delivers complete analyses of complex samples quickly, often in under a minute
Advanced and fully integrated EDS solutions are available on Thermo Scientific TEM, SEM and Desktop systems.
SEM EDS analysis
Elemental mapping software
Electroplated bimetallic metal foams imaged with ChemiSEM Technology. Sample courtesy of Prof. Dr. Peter Broekmann, Department of Chemistry and Biochemistry, University of Bern.
Fractured teapot made from aluminum oxide, imaged with ChemiSEM Technology. Micro-quantities of iron debris from tools used in the manufacturing process can be seen.
Automated, large-area STEM-EDS data reveals the elemental composition of individual gold-nickel nanoparticles. Data processing performed with Avizo Software. Sample courtesy of J. Bursik, Institute of Physics of Materials, Brno.
Segmented surface rendering of nanoparticles colored with elements present: silver cores (red) with platinum shells (green). To increase visibility, the platinum shells have been colored semitransparent. Sample Courtesy of Prof. Yi Ding and Prof. Jun Luo, Center for Electron Microscopy, Tianjin University of Technology.
EDS tomography of P-Zn-In nanotubes. Sample courtesy of Dr. Reza Shahbazian Yassar, Michigan Tech University.
Electroplated bimetallic metal foams imaged with ChemiSEM Technology. Sample courtesy of Prof. Dr. Peter Broekmann, Department of Chemistry and Biochemistry, University of Bern.
Fractured teapot made from aluminum oxide, imaged with ChemiSEM Technology. Micro-quantities of iron debris from tools used in the manufacturing process can be seen.
Automated, large-area STEM-EDS data reveals the elemental composition of individual gold-nickel nanoparticles. Data processing performed with Avizo Software. Sample courtesy of J. Bursik, Institute of Physics of Materials, Brno.
Segmented surface rendering of nanoparticles colored with elements present: silver cores (red) with platinum shells (green). To increase visibility, the platinum shells have been colored semitransparent. Sample Courtesy of Prof. Yi Ding and Prof. Jun Luo, Center for Electron Microscopy, Tianjin University of Technology.
EDS tomography of P-Zn-In nanotubes. Sample courtesy of Dr. Reza Shahbazian Yassar, Michigan Tech University.
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