mikä on Katodoluminesenssi? Plus kuinka lisätä se SEM / TEM / STEM

by Posted on

Katodoluminesenssi (CL) on tieteellinen analyyttinen tekniikka koostumuksen, optisten ja elektronisten ominaisuuksien luonnehtimiseksi. Nämä tiedot korreloivat morfologian, mikrorakenteen, koostumuksen ja kemian kanssa mikro-ja nanomittakaavassa.

tämä tekniikka voidaan helposti lisätä elektronimikroskooppiin (SEM, TEM tai STEM) gatanin järjestelmillä.

Blue Scientific on elektronimikroskooppien gatan-järjestelmien virallinen Pohjoismainen jakelija Norjassa, Ruotsissa, Tanskassa, Suomessa ja Islannissa. Lisätietoja tai lainauksia, ota yhteyttä.

ota yhteyttä numeroon + 44 (0) 1223 422 269 tai [email protected]

Follow @blue_scientific

mitä Katodoluminesenssi on?

Katodoluminesenssi (tunnetaan myös nimellä CL) on fotonien emissio valona, kun suurienergiset elektronit stimuloivat ainetta.

Katodoluminesenssimikroskopiassa analysoidaan valoa tai fotoneja (luminesenssia), joita syntyy, kun näytettä stimuloidaan elektronimikroskoopin elektronisuihkulla. Tämä säde voidaan kohdistaa alle nanometrin pituusasteikolla, joten voit mennä pidemmälle kuin optisten mikroskooppien diffraktiorajojen rajoitteet ja tutkia optisia ominaisuuksia nanomittakaavassa.

Katodoluminesenssitiedot voivat korreloida myös muiden signaalien kanssa, jolloin näytteestä saadaan lisätietoa.

mitä voit analysoida?

cl voidaan käyttää sem-tai STEMMASSA (pyyhkäisy-tai Läpivalaisuelektronimikroskoopilla) materiaalien karakterisointiin:

  • koostumus
  • optiset ominaisuudet
  • elektroniset ominaisuudet

nämä tiedot vastaavat morfologiaa, mikrorakennetta, koostumusta ja kemiaa mikro-ja nanoasteikolla.

Katodoluminesenssin edut

vaikka optisten ominaisuuksien mittaamiseen on muitakin tekniikoita (esim. optinen emissiospektroskopia, valoluminesenssi, sähköluminesenssi) SEM-pohjaisella CL: llä on useita ainutlaatuisia etuja:

  • alle nm: n spatiaalinen erottelukyky
  • tiedot korreloivat rakennetietojen kanssa
  • lähetetyistä signaaleista saatujen tietojen runsaus: morfologia (esim. koko ja muoto), koostumus, kemia, kristallografia, elektroniset ominaisuudet ja paljon muuta
Cl-kuva zirkonijyvistä
väri cl-kuvat kiillotetuista zirkonijyvistä epoksikiinnityksessä, jotka on saatu samanaikaisesti Gatan ChromaCL2: n kanssa. Monet jyvät ovat hyvin kaavoitettuja ja näyttävät olevan peräisin magmasta. Useissa on metamorfiset vanteet.

yksilölliset edut

näitä etuja voidaan käyttää yksilöllisten tutkimusten suorittamiseen:

  • tutkitaan yksittäisten nanorakenteiden ja-kokoonpanojen optisia ominaisuuksia optisella karakterisoinnilla diffraktiorajan alapuolella.
  • analysoi puolijohteet: Kasvu, koostumus ja kvantifioivat pisteet ja laajennetut vikajakaumat
  • luonnehdi optisia materiaaleja ja laitteita, joiden spatiaalinen erottelukyky on parempi kuin valon diffraktioraja
  • paljasta mineraalien rakenne – rekonstruoi geokemialliset prosessit paljastamalla hivenainejakaumat
  • mittaa morfologia ja koostumus samanaikaisesti – luonnehdi näytteesi täysin, korreloi muoto, koko, kiteisyys ja koostumus optisten ominaisuuksien kanssa
  • analysoi ominaisuudet valmistamatta täydellistä laite ja ottaa tuhoamaton mittaukset

käyttöalueet

kyky mitata optisia ominaisuuksia Näin pienessä mittakaavassa on hyödyllinen monilla alueilla, mm.:

  • valodiodit (LEDit)
  • nanohiukkaset
  • öljy ja geologia
  • Optoelektroniset ja aurinkosähkömateriaalit
  • aurinkokennot
  • fosforit
  • 2D-materiaalit
  • lääkeaineet
  • polymeerit
  • Plasmonit (jalometallit)
  • orgaaniset materiaalit

jos haluat selvittää, voitaisiinko Cl: ää käyttää omalla tutkimusalueellasi, ota yhteyttä.

elektroniikka ja optoelektroniikka

mittaavat puolijohteiden paikallista elektronisen kaistan aukkoa ja tutkivat vikajakaumaa mikro – ja nanoasteikolla. Näin voidaan tutkia suoria bandgap-puolijohteita, joissa on voimakas katodoluminesenssi (esim.GaAs tai GaN), sekä epäsuoria puolijohteita, jotka emittoivat heikkoa katodoluminesenssia (esim. pii).

täydellisen ja sijoiltaan menneen kiteisen piin aiheuttamaa luminesenssin vaihtelua voidaan käyttää integroitujen piirien vikojen kartoittamiseen. Korkea spatiaalinen erottelukyky on ihanteellinen matalamittaisille puolijohderakenteille, kuten kvanttikaivoille ja pisteille.

esimerkki: Uwbg-puolijohteiden Kartoitusvirheet

Bulk Gan Katodoluminesenssi Kuva
Pankromaattinen katodoluminesenssi kuva irtotavarana olevasta gan-näytteestä (saatu 30 sekunnissa). Tummat täplät korostavat kierteisiä sijoiltaanmenoja. Dislokaatiotiheydeksi laskettiin 5 x 105 cm-2. Toisioelektronikuvassa näkyy topografia, mutta ei kontrastia.

Geotiede

hivenainekemian ja geokemiallisten vaikutusten tutkiminen mahdollistaa geologisten prosessien rekonstruoinnin kivissä ja mineraaleissa. SEM-pohjainen katodoluminesenssi paljastaa sisäisiä rakenteita, jotka eivät näy muilla tekniikoilla. Näin saat ainutlaatuista tietoa mineraalien koostumuksesta, kasvusta ja alkuperästä.

lisää SEM-pohjaisesta CL: stä geologiassa ja geotieteessä

Katodoluminesenssikuva hiekkakivestä
tämä cl-kuva hiekkakivestä paljastaa kvartsirakeita graniitista ja metamorfisen lähteen, jossa on matalan lämpötilan kvartsisementti (sinertävä). Päällyskasvussa on myöhäisempi (kuumempi) punertava päällepainatus raerajoilla. Indianan yliopiston luvalla.

materiaalitiede

Katodoluminesenssi on hyödyllinen kehitettäessä anturi-ja viestintätekniikoita, joissa valo on vuorovaikutuksessa metallisten nanohiukkasten kanssa. Niiden ominaisuuksia voidaan mitata pintaplasmoneilla ja paikallisilla pintaplasmonien resonanssitiloilla.

on myös viime aikoina julkaistu julkaisuja, joissa on käytetty sem-pohjaista katodoluminesenssia metallisten nanohiukkasten pintaplasmoniresonanssin tutkimiseen resoluutiolla, joka on alle diffraktiorajan.

Cl-Kuva Plasmoneista
KULTAPRISMAT varressa: kirkkaan kentän TEM-kuvat (a & b) ja katodoluminesenssin intensiteettikartat (C & d), jotka on otettu varren tilassa. Koon vaihtelu aiheuttaa muutoksen paikalliseen pintaplasmoniresonanssiin sekä luminesenssin spatiaaliseen ja spektrijakaumaan (ei näy tässä). A*STAR IMRE, Singapore.

orgaaniset molekyylit ja lääkeaineet

monet lääkkeiden polymeerit ja vaikuttavat aineet ovat katodoluminesenssissa. Signaali paljastaa molekyylien kemiallisen rakenteen, joten sen avulla voidaan kartoittaa orgaanisten molekyylien jakautumista alle 100 nm: n resoluutiolla.

CL-Kuva Lääkejakelusta
Lääkejakautuminen pillerissä: yhdistelmäkuva kartoittaa mikronisoidun lääkkeen (salmeteroliksinafoaatti) tilajakauman vihreällä. Sekundäärisessä elektronikuvassa näkyy ei-katodoluminesenssinen laktoosimonohydraatti ruskeana. Pfizer UK: n luvalla.

Instrumentointi

näitä järjestelmiä voidaan käyttää lisäämään katodoluminesenssiä SEM/TEM: iin. Ne ovat yhteensopivia suurten valmistajien elektronimikroskooppien kanssa-ota meihin yhteyttä saadaksesi lisätietoja.

Gatan Monarc CL dektector

Monarc CL-detektori

seuraavan sukupolven järjestelmä SEM: lle

  • verraton spatiaalinen, kulmikas ja aallonpituuden erottelukyky
  • kerää hyperspektritietoa 30x nopeammin kuin muut CL-ilmaisimet
  • suuri näkökenttä

lisätietoja…

Gatan Vulcan

Vulcan CL-detektori

TEM / STEM

  • analysoi laaja valikoima näytteitä
  • yhdistetty muihin tekniikoihin
  • yhteensopiva Gatanankeriaiden kanssa absorptio-ja päästöprosessien korrelointijärjestelmät

lisätietoja…

Gatan ChromaCL2

ChromaCL2 iBSED Detector

geologiaan ja geotieteeseen

  • Live, colour cl imaging
  • paljastaa geokemialliset prosessit
  • visualisoi rakenne helposti
  • automatisoidut montages for a large field of view

lisätietoja…

Published by admin

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.