先进光子源处基于硬 X 射线过渡边传感器的集成电路束线光谱学

在阿贡国家实验室，我们正在开发用于束线科学的硬 X 射线（2 至 20 keV）过渡边传感器（TES）阵列。与基于半导体的能量色散探测器相比，超导探测器提供的能量分辨率显著改善，且比波长色散仪器具有更好的收集效率，这将极大改进 X 射线发射与吸收光谱测量。一个具有 24 个微波频率复用像素的原型仪器目前正在先进光子源（APS）1-BM 束线进行测试。初始测量显示其能量分辨率比当前 APS 束线用户可用的硅漂移探测器好十倍（150 eV 对比 < 15 eV），并且特别展示了分辨含多种过渡金属元素（如集成电路）样品中紧密间隔发射线的能力。将束线处用我们的 TES 测量的集成电路荧光光谱与用硅探测器测量的对比，我们发现被半导体探测器大体隐藏（例如 Cu 旁的 Hf）的发射线与元素被 TES 良好分辨。这直接展示了基于 TES 的仪器在荧光绘图中的优势。