¿Qué es la catodoluminiscencia? Además, cómo agregarlo a su SEM/TEM/TALLO

La catodoluminiscencia (CL) es una técnica analítica científica para caracterizar la composición y las propiedades ópticas y electrónicas. Estos datos se correlacionan con la morfología, la microestructura, la composición y la química a micro y nanoescala.

Esta técnica se puede agregar fácilmente a su micoscopio electrónico (SEM, TEM o STEM) con sistemas de Gatan.

Blue Scientific es el distribuidor oficial nórdico de sistemas Gatan para microscopios electrónicos en Noruega, Suecia, Dinamarca, Finlandia e Islandia. Para obtener más información o presupuestos, póngase en contacto con nosotros.

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¿Qué es la catodoluminiscencia?

La catodoluminiscencia (también conocida como CL) es la emisión de fotones como luz, cuando un material es estimulado por electrones de alta energía.

La microscopía catodoluminiscente consiste en analizar la luz o los fotones (luminiscencia) que se emiten cuando una muestra es estimulada por el haz de electrones de un microscopio electrónico. Este haz se puede enfocar a escalas de longitud submanométrica, por lo que puede ir más allá de las restricciones de límite de difracción de los microscopios ópticos y estudiar las propiedades ópticas a nanoescala.

Los datos de catodoluminiscencia también se pueden correlacionar con otras señales para revelar más información sobre la muestra.

¿Qué se puede Analizar?

CL se puede utilizar en SEM o STEM (Microscopio Electrónico de Barrido o Transmisión de Barrido) para caracterizar materiales:

• Composición
• Propiedades ópticas
• Propiedades electrónicas

Estos datos se correlacionan con la morfología, la microestructura, la composición y la química a escala micro y nano.

Ventajas de la catodoluminiscencia

Mientras que hay otras técnicas para medir las propiedades ópticas (por ejemplo, espectroscopia de emisión óptica, fotoluminiscencia, electro luminiscencia), el CL basado en SEM tiene varias ventajas únicas:

• Resolución espacial sub-nm
• Los datos se correlacionan con información estructural
• Gran cantidad de datos de las señales emitidas: morfología (por ejemplo, tamaño y forma), composición, química, cristalografía, propiedades electrónicas y más

Beneficios únicos

Estas ventajas se pueden utilizar para realizar estudios únicos:

• Estudiar las propiedades ópticas de nanoestructuras y conjuntos individuales con caracterización óptica por debajo del límite de difracción.
• Analizar semiconductores: Crecimiento, composición y cuantificación de distribuciones puntuales y de defectos extendidos
• Caracterizar materiales y dispositivos ópticos con una resolución espacial mejor que el límite de difracción de la luz
• Revelar textura en minerales-Reconstruir procesos geoquímicos revelando distribuciones de oligoelementos
• Medir la morfología y la composición simultáneamente-Caracterizar completamente su muestra, correlacionando la forma, el tamaño, la cristalinidad y la composición con propiedades ópticas
• Analizar propiedades sin fabricar un dispositivo completo y destructivo mediciones

Áreas de aplicación

La capacidad de medir propiedades ópticas a una escala tan pequeña es útil en muchas áreas, incluidas:

• Diodos emisores de luz (LED)
• Nanopartículas
• Petróleo y geología
• Materiales optoelectrónicos y fotovoltaicos
• Células solares
• Fósforos
• Materiales 2D
• Productos farmacéuticos
• Polímeros
• Plasmónicos (metales nobles)
• Materiales orgánicos

Para averiguar si el CL se puede utilizar en su área de investigación, póngase en contacto con nosotros.

Electrónica y Optoelectrónica

Mida la brecha de banda electrónica local en semiconductores y estudie la distribución de defectos a micro y nanoescala. Esto le permite examinar semiconductores de banda directa con catodoluminiscencia fuerte (por ejemplo, GaAs o GaN), así como semiconductores indirectos que emiten catodoluminiscencia débil (por ejemplo, silicio).

Las variaciones en la luminiscencia causadas por silicio cristalino perfecto y dislocado se pueden utilizar para mapear defectos en circuitos integrados. La alta resolución espacial es ideal para estructuras semiconductoras de baja dimensión, como pozos cuánticos y puntos.

Ejemplo: Mapeo de defectos en semiconductores UWBG

Geociencia

El estudio de la química de oligoelementos y los efectos geoquímicos le permite reconstruir procesos geológicos en rocas y minerales. La catodoluminiscencia basada en SEM revela estructuras internas no visibles utilizando otras técnicas. Esto le da acceso a información única sobre la composición, el crecimiento y la procedencia de los minerales.

Más información sobre el CL basado en SEM en geología y geociencia

Ciencia de materiales

La catodoluminiscencia es útil en el desarrollo de tecnologías de sensores y comunicaciones que implican la interacción de la luz con nanopartículas metálicas. Sus propiedades se pueden medir mediante los modos de resonancia de plasmones de superficie y plasmones de superficie locales.

También ha habido publicaciones recientes que involucran el uso de catodoluminiscencia basada en SEM para estudiar la resonancia de plasmones de superficie en nanopartículas metálicas, con resolución por debajo del límite de difracción.

Moléculas orgánicas y Productos farmacéuticos

Muchos polímeros e ingredientes activos en productos farmacéuticos son catodoluminiscentes. La señal revela la estructura química de las moléculas, por lo que se puede usar para mapear la distribución de moléculas orgánicas con una resolución inferior a 100 nm.

Instrumentación

Estos sistemas se pueden utilizar para añadir catodoluminiscencia a su SEM / TEM. Son compatibles con microscopios electrónicos de los principales fabricantes; póngase en contacto con nosotros para obtener más información.

Monarc CL Detector

sistema de Próxima generación para SEM

• Inigualable espacial, angular y la longitud de onda resolución
• Recopilar hiper-espectrales de datos de 30x más rápido que otros CL detectores
• Gran campo de visión

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Vulcan CL Detector

Para TEM/MADRE

• Analizar una amplia gama de muestras
• Combinar con otras técnicas
• Compatible con Gatan ANGUILAS sistemas para correlacionar procesos de absorción y emisión

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Detector IBS de ChromaCL2

Para geología y geociencia

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• Revelar procesos geoquímicos
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• Montajes automatizados para un gran campo de visión

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