什麼是元素映射（Elemental Mapping）？

元素映射是一種

分析樣品中各元素空間分佈

並呈現成圖像的視覺化技術。

透過這項技術，

我們可以直接看到不同元素在樣品表面或橫截面上的分佈狀況，

進一步了解樣品的結構、組成與材料特性。

 元素圖是如何產生的？

元素圖（Elemental Map）是利用 SEM-EDS 或 STEM-EDS 

在掃描過程中逐點收集的元素資訊所建立的。

每一個像素點上，都會記錄該處所對應的X射線光譜數據，

這些數據經過處理後，就能繪製出對應元素的空間分佈圖。

在元素圖中：

• 顏色或亮度代表特定元素的濃度

• 較亮或較飽和的區域 = 元素含量高

• 較暗或較淡的區域 = 元素含量低

元素圖的建立過程

圖1：HyperMap元素映射示意圖
此圖展示透過  高光譜成像（Hyperspectral Imaging）
技術建立的元素圖，也稱為 光譜影像（HyperMap）。
圖中選定的三個點的相關光譜。
此數據使用 ESPRIT HyperMap 軟體進行處理。

系統會針對樣品的每個位置儲存完整的EDS光譜資訊，並據此產生對應元素的分佈圖像。

這種方式能讓使用者在不破壞樣品的情況下，獲得元素在空間中的完整資訊，

是材料分析、金屬合金研究、電子元件故障分析等領域不可或缺的重要工具。

圖２：EDS SEM 期間拍攝的元素圖

疊加在更大的 SEM 影像上

此特殊影像顯示的是基於半導體的 FinFET 設備上的奈米級特徵。

 什麼是立體角？為什麼它對EDS這麼重要？

圖3：說明立體角概念的圖示。

在進行EDS分析時，一個經常被忽略，

但對分析結果非常關鍵的參數——立體角（Solid Angle）

立體角代表的是 EDS探測器能夠接收到從樣品中發射出的X射線的空間範圍，

單位為「球面度（sr, steradian）」，是弧度的三維版本。

簡單來說，立體角就像是「探測器的視野」。

立體角越大，探測器能「看到」的X射線範圍越廣，偵測效率與靈敏度就越高。

 為什麼立體角會影響分析表現？

由於EDS分析仰賴收集從樣品中發出的特徵X射線，

若立體角太小，許多有用的X射線會「看不到」，導致數據不足或雜訊偏高。

而更大的立體角意味著更高的X射線收集率，因此具有以下優勢：

• 更高的訊號強度與數據準確度

• 更短的收集時間（高吞吐量）

• 可在較低束能條件下進行EDS，降低對樣品的損傷

這一點在分析對電子束敏感的樣品（如某些生物材料、聚合物、低k電介質、某些半導體）時尤其重要。

為了最大化EDS性能，探測器本身的幾何形狀與與樣品的相對位置需精心設計。

 結論

立體角 = 高品質EDS的關鍵

在現代EDS系統中，立體角不再只是設計參數，

而是直接影響分析效率與品質的核心因素。

藉由選擇具備高立體角設計的探測器，使用者可以：

• 更快速獲得清晰的元素分佈圖（元素Mapping）

• 在低能條件下進行分析，避免樣品損傷

• 進行更高靈敏度的微區成分檢測
  

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