Wat is Kathodoluminescentie? Plus how to add it to your SEM/tem/STEM

by Posted on

Kathodoluminescence (Cl) is een wetenschappelijke analytische techniek voor het karakteriseren van samenstelling, optische en elektronische eigenschappen. Deze gegevens correleren met morfologie, microstructuur, samenstelling en chemie op micro-en nanoschaal.

deze techniek kan eenvoudig worden toegevoegd aan uw elektronenmicoscoop (SEM, tem of STEM) met systemen van Gatan.Blue Scientific is de officiële Scandinavische distributeur van Gatan-systemen voor elektronenmicroscopen in Noorwegen, Zweden, Denemarken, Finland en IJsland. Voor meer informatie of offertes kunt u contact opnemen.

neem contact met ons op via +44 (0)1223 422 269 of [email protected]

Follow @blue_scientific

Wat is Kathodoluminescentie?

Kathodoluminescentie (ook bekend als Cl) is de emissie van fotonen als licht, wanneer een materiaal wordt gestimuleerd door elektronen met hoge energie.

Kathodoluminescentiemicroscopie omvat de analyse van het licht of de fotonen (luminescentie) die worden uitgezonden wanneer een monster wordt gestimuleerd door de elektronenstraal van een elektronenmicroscoop. Deze bundel kan worden gefocust op sub-nanometerlengteschalen, dus je kunt verder gaan dan de beperkingen van de diffractiegrens van optische microscopen en optische eigenschappen op nanoschaal bestuderen.

Kathodoluminescentiegegevens kunnen ook worden gecorreleerd met andere signalen, om meer informatie over uw monster te onthullen.

Wat kunt u analyseren?

CL kan worden gebruikt in een sem of stam (Scanning of Scanning transmissie elektronenmicroscoop) om materialen te karakteriseren:

  • samenstelling
  • optische eigenschappen
  • elektronische eigenschappen

deze gegevens correleren met morfologie, microstructuur, samenstelling en chemie op micro-en nano – schaal.

voordelen van Kathodoluminescentie

terwijl er andere technieken zijn voor het meten van optische eigenschappen (bijvoorbeeld optische emissiespectroscopie, fotoluminescentie, elektroluminescentie) heeft SEM-gebaseerde CL verschillende unieke voordelen:

  • Sub-nm ruimtelijke resolutie
  • Gegevens correleert met structurele informatie
  • Rijkdom van de gegevens van de uitgezonden signalen: morfologie (bijvoorbeeld grootte en vorm), compositie, chemie, kristallografie, elektronische eigenschappen en meer
CL beeld van zirkoon korrels
Kleur CL beelden van gepolijst zirkoon korrels in epoxy berg, verworven, gelijktijdig met het Gatan ChromaCL2. Veel van de korrels zijn sterk gezoneerd en lijken stollingsachtig van oorsprong te zijn. Verschillende hebben metamorfe Velgen.

unieke voordelen

deze voordelen kunnen worden gebruikt om unieke studies uit te voeren:

  • Bestudeer de optische eigenschappen van individuele nanostructuren en assemblages met optische karakterisering onder de diffractiegrens.
  • halfgeleiders analyseren: Groei, samenstelling en kwantificeren punt en uitgebreid gebrek distributies
  • Karakteriseren optische materialen en apparaten met een ruimtelijke resolutie beter dan de diffractie beperken van licht
  • Onthullen textuur in mineralen – het Reconstrueren van geochemische processen door het onthullen van een sporenelement distributies
  • Meet de morfologie en de samenstelling tegelijkertijd Volledig te karakteriseren uw voorbeeld, het samenbrengen van vorm, grootte, kristalliniteit en samenstelling met optische eigenschappen
  • Analyse-eigenschappen zonder in het vervaardigen van een compleet apparaat en non-destructief metingen

toepassingsgebieden

Het vermogen te meten van de optische eigenschappen, die op een dergelijke kleine schaal is nuttig in vele gebieden, waaronder:

  • Light emitting diodes (Led ‘ s)
  • Nanodeeltjes
  • Olie en geologie
  • Opto-elektronische en foto-elektrische materialen
  • zonnecellen
  • Fosforen
  • 2D-materiaal
  • Pharmaceuticals
  • Polymeren
  • Plasmonics (edele metalen)
  • Organische materialen

om uit Te vinden of CL kan worden gebruikt in uw gebied van onderzoek, neem dan contact op.

elektronica en opto-elektronica

meten van de lokale elektronische bandkloof in halfgeleiders en de verdeling van studiefouten op micro-en nano-schaal. Dit stelt u in staat om directe bandgap Halfgeleiders met sterke kathodoluminescentie (bijv. GaAs of GaN) te onderzoeken, evenals indirecte halfgeleiders die zwakke kathodoluminescentie uitstoten (bijv. silicium).

variaties in luminescentie veroorzaakt door perfect en ontwript kristallijn silicium kunnen worden gebruikt om defecten in geïntegreerde schakelingen in kaart te brengen. De hoge ruimteresolutie is ideaal voor laag-dimensionale halfgeleiderstructuren zoals quantumputten en punten.

voorbeeld: Mapping defecten op uwbg halfgeleiders

bulk Gan Kathodoluminescentiebeeld
panchromatische kathodoluminescentiebeeld van een bulk Gan-Monster (verkregen in 30 seconden). De donkere vlekken markeren threading dislocaties. De dislocatiedichtheid werd berekend als 5 x 105 cm-2. Het secundaire elektronenbeeld toont de topografie maar geen contrast.

Geoscience

door de chemie van sporenelementen en geochemische effecten te bestuderen, kunt u geologische processen in gesteenten en mineralen reconstrueren. Sem-gebaseerde kathodoluminescentie onthult interne structuren niet zichtbaar met behulp van andere technieken. Dit geeft u toegang tot unieke informatie over minerale samenstelling, groei en herkomst.

meer over sem-gebaseerde CL in geologie en geoscience

Kathodoluminescentiebeeld van zandsteen
dit CL-beeld van zandsteen toont kwartskorrels uit graniet en een metamorfe bron met kwartscement bij lage temperatuur (blauwachtig). Er is een latere (heter) roodachtige opdruk langs de korrelgrenzen in de begroeiing. Met dank aan Indiana University.

materiaalkunde

Kathodoluminescentie is nuttig bij de ontwikkeling van sensor-en communicatietechnologieën die de interactie van licht met metaalnanodeeltjes impliceren. Hun eigenschappen kunnen worden gemeten door oppervlakteplasmonen en lokale oppervlakteplasmonresonantiemodi. Er zijn ook recente publicaties over het gebruik van op SEM gebaseerde kathodoluminescentie voor het bestuderen van oppervlakteplasmonresonantie in metallische nanodeeltjes, met een resolutie onder de diffractiegrens.

CL-afbeelding van Plasmonica
gouden prisma ‘ s in een stam: Bright field tem-beelden (a & b) en kathodoluminescentie-intensiteitskaarten (c & d) genomen in de STAMMODUS. De variatie in grootte veroorzaakt een verandering in de lokale oppervlakte plasmon resonantie en de ruimtelijke en spectrale verdeling van luminescentie (hier niet weergegeven). Met dank aan A * STAR IMRE, Singapore.

organische moleculen en geneesmiddelen

veel polymeren en actieve ingrediënten in geneesmiddelen zijn kathodoluminescent. Het signaal onthult de chemische structuur van molecules, zodat kan het worden gebruikt om de distributie van organische molecules met sub-100 nm resolutie in kaart te brengen.

CL Image of Pharmaceutical Drug Distribution
Drug distribution within a pil: de samengestelde afbeelding brengt de ruimtelijke distributie van het gemicroniseerde geneesmiddel (salmeterol xinafoaat) in het groen in kaart. Het secundaire elektronenbeeld toont het niet-kathodoluminescent lactosemonohydraat in bruin. Met dank aan Pfizer UK.

instrumentatie

deze systemen kunnen worden gebruikt om kathodoluminesentie toe te voegen aan uw SEM/tem. Ze zijn compatibel met elektronenmicroscopen van grote fabrikanten-neem contact met ons op voor meer informatie.

Gatan Monarc CL dectector

Monarc CL Detector

Volgende-generatie systeem voor SEM

  • Ongeëvenaarde ruimtelijke, hoekig en golflengte resolutie
  • Verzamelen van hyperspectrale gegevens 30x sneller dan andere CL detectoren
  • Groot gezichtsveld

Meer informatie…

Gatan Vulcan

Vulcan CL Detector

Voor TEM/STUURPEN

  • het Analyseren van een breed scala van monsters
  • Combineren met andere technieken
  • Compatibel met Gatan PALING systemen voor het correleren van absorptie en emissie processen

Meer informatie…

Gatan ChromaCL2

ChromaCL2 iBSED Detector

Voor geologie en geoscience

  • Live kleur CL imaging
  • Onthullen geochemische processen
  • Visualiseren textuur gemakkelijk
  • Geautomatiseerde montages voor een groot gezichtsveld

Meer informatie…

Published by admin

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.