hvad er Katodoluminescens? Plus hvordan du tilføjer det til din SEM/TEM/STEM

Cathodoluminescence (CL) er en videnskabelig analytisk teknik til karakterisering af sammensætning, optiske og elektroniske egenskaber. Disse data korrelerer med morfologi, mikrostruktur, sammensætning og kemi på mikro-og nanoskalaen.

denne teknik kan nemt tilføjes til dit elektronmikoskop (SEM, TEM eller stamme) med systemer fra gatan.

Blue Scientific er den officielle nordiske distributør af gatan-systemer til elektronmikroskoper i Norge, Sverige, Danmark, Finland og Island. For mere information eller tilbud, bedes du kontakte.

Kontakt os på +44 (0) 1223 422 269 eller [email protected]

Følg @blue_scientific

Hvad er Katodoluminescens?

Katodoluminescens (også kendt som CL) er emission af fotoner som lys, når et materiale stimuleres af elektroner med høj energi.

Katodoluminescensmikroskopi involverer analyse af lys eller fotoner (luminescens), der udsendes, når en prøve stimuleres af elektronstrålen i et elektronmikroskop. Denne stråle kan fokuseres på Sub-nanometer længdeskalaer, så du kan gå ud over at gå ud over diffraktionsgrænsebegrænsningerne for optiske mikroskoper og studere optiske egenskaber ved nanoskalaen.

Cathodoluminescensdata kan også korreleres med andre signaler for at afsløre mere information om din prøve.

Hvad kan du analysere?

CL kan bruges i et sem – eller STEM (Scanning eller Scanning transmissionselektronmikroskop) til at karakterisere materialer:

• sammensætning
• optiske egenskaber
• elektroniske egenskaber

disse data korrelerer med morfologi, mikrostruktur, sammensætning og kemi på mikro-og nanoskala.

fordele ved Katodoluminescens

mens der er andre teknikker til måling af optiske egenskaber (f. eks. optisk emissionsspektroskopi, fotoluminescens, elektro-luminescens) SEM-baseret CL har flere unikke fordele:

• sub-nm rumlig opløsning
• Data korrelerer med strukturel information
• rigdom af data fra de udsendte signaler: morfologi (f. eks. størrelse og form), sammensætning, Kemi, krystallografi, elektroniske egenskaber og mere

unikke fordele

disse fordele kan bruges til at udføre unikke undersøgelser:

• Undersøg de optiske egenskaber ved individuelle nanostrukturer og samlinger med optisk karakterisering under diffraktionsgrænsen.
• analyser halvledere: Vækst, sammensætning og kvantificere punkt og udvidede defektfordelinger
• karakterisere optiske materialer og enheder med en rumlig opløsning bedre end diffraktionsgrænsen for lys
• afslør tekstur i mineraler – rekonstruere geokemiske processer ved at afsløre sporelementfordelinger
• mål morfologi og sammensætning samtidigt – karakterisere din prøve fuldt ud, korrelere form, størrelse, krystallinitet og sammensætning med optiske egenskaber
• analyser egenskaber uden at fremstille en komplet enhed og tag ikke-destruktiv målinger

anvendelsesområder

evnen til at måle optiske egenskaber i så lille skala er nyttig på mange områder, herunder:

• lysemitterende dioder (LED ‘ er)
• nanopartikler
• olie og geologi
• optoelektroniske og fotovoltaiske materialer
• solceller
• fosfor
• 2D materialer
• lægemidler
• polymerer
• plasmonics (ædelmetaller)
• organiske materialer

for at finde ud af, om CL kunne bruges i dit forskningsområde, bedes du kontakte.

elektronik og Optoelektronik

mål det lokale elektroniske båndgab i halvledere og undersøg defektfordeling på mikro – og nanoskala. Dette giver dig mulighed for at undersøge direkte bandgap halvledere med stærk katodoluminescens (f.eks GaAs eller GaN), samt indirekte halvledere, der udsender svag katodoluminescens (f. eks silicium).

variationer i luminescens forårsaget af perfekt og forskudt krystallinsk silicium kan bruges til at kortlægge defekter i integrerede kredsløb. Den høje rumlige opløsning er ideel til lavdimensionelle halvlederstrukturer såsom kvantebrønde og prikker.

eksempel: Kortlægningsfejl på halvledere

Geoscience

ved at studere sporelementkemi og geokemiske effekter kan du rekonstruere geologiske processer i klipper og mineraler. Sem-baseret katodoluminescens afslører interne strukturer, der ikke er synlige ved hjælp af andre teknikker. Dette giver dig adgang til unikke oplysninger om mineralsammensætning, vækst og herkomst.

mere om SEM-baseret CL i geologi og geovidenskab

materialevidenskab

Katodoluminescens er nyttig i udviklingen af sensor-og kommunikationsteknologier, der involverer interaktion mellem lys og metal nanopartikler. Deres egenskaber kan måles ved hjælp af overfladeplasmoner og lokale overfladeplasmonresonanstilstande.

der har også været nylige publikationer, der involverer brugen af SEM-baseret katodoluminescens til undersøgelse af overfladeplasmonresonans i metalliske nanopartikler med opløsning under diffraktionsgrænsen.

organiske molekyler og lægemidler

mange polymerer og aktive ingredienser i lægemidler er katodoluminescerende. Signalet afslører molekylernes kemiske struktur, så det kan bruges til at kortlægge fordelingen af organiske molekyler med sub-100 nm opløsning.

instrumentering

disse systemer kan bruges til at tilføje katodoluminesens til din SEM/TEM. De er kompatible med elektronmikroskoper fra større producenter – Kontakt os for detaljer.

Monarc Cl-detektor

næste generations system til SEM

• uovertruffen rumlig, vinkel-og bølgelængdeopløsning
• Saml hyper-spektrale data 30 gange hurtigere end andre CL-detektorer
• stort synsfelt

flere detaljer…

Vulcan Cl detektor

til TEM / STEM

• analyser en bred vifte af prøver
• kombiner med andre teknikker
• kompatibel med gatan ål systemer til korrelering af absorptions-og emissionsprocesser

flere detaljer…

ChromaCL2 iBSED detektor

for geologi og geovidenskab

• live, farve Cl billeddannelse
• Reveal geokemiske processer
• Visualiser tekstur nemt
• automatiserede montager til et stort synsfelt

flere detaljer…