Vad är Katodoluminescens? Plus hur du lägger till den i din SEM/TEM/STEM

Katodoluminescens (CL) är en vetenskaplig analytisk teknik för karakterisering av komposition, optiska och elektroniska egenskaper. Dessa data korrelerar med morfologi, mikrostruktur, sammansättning och kemi vid mikro-och nanoskala.

denna teknik kan enkelt läggas till ditt elektronmikoskop (SEM, TEM eller STEM) med system från Gatan.

Blue Scientific är den officiella nordiska distributören för Gatan system för elektronmikroskop i Norge, Sverige, Danmark, Finland och Island. För mer information eller citat, vänligen kontakta.

kontakta oss på +44 (0) 1223 422 269 eller [email protected]

följ @ blue_scientific

Vad är Katodoluminescens?

Katodoluminescens (även känd som CL) är utsläpp av fotoner som ljus, när ett material stimuleras av högenergielektroner.

Katodoluminescensmikroskopi innebär analys av ljuset eller fotonerna (luminescens) som emitteras när ett prov stimuleras av elektronstrålen i ett elektronmikroskop. Denna stråle kan fokuseras på sub-nanometerlängdskalor, så att du kan gå utöver att gå utöver diffraktionsgränsbegränsningarna för optiska mikroskop och studera optiska egenskaper vid nanoskalan.

Katodoluminescensdata kan också korreleras med andra signaler för att avslöja mer information om ditt prov.

vad kan du analysera?

CL kan användas i en SEM eller STEM (Scanning eller Scanning Transmission elektronmikroskop) för att karakterisera material:

• sammansättning
• optiska egenskaper
• elektroniska egenskaper

dessa data korrelerar med morfologi, mikrostruktur, sammansättning och kemi på mikro-och nanoskala.

fördelar med Katodoluminescens

medan det finns andra tekniker för mätning av optiska egenskaper (t. ex. optisk emissionsspektroskopi, foto-luminescens, Elektro-luminescens) SEM-baserad CL har flera unika fördelar:

• sub-nm rumslig upplösning
• Data korrelerar med strukturell information
• rikedom av data från de utsända signalerna: morfologi (t. ex. storlek och form), komposition, Kemi, kristallografi, elektroniska egenskaper och mer

unika fördelar

dessa fördelar kan användas för att utföra unika studier:

• studera de optiska egenskaperna hos enskilda nanostrukturer och sammansättningar med optisk karakterisering under diffraktionsgränsen.
• analysera halvledare: Tillväxt, sammansättning och kvantifiera punkt – och utvidgade defektfördelningar
• karakterisera optiska material och enheter med en rumslig upplösning bättre än diffraktionsgränsen för ljus
• avslöja textur i mineraler – rekonstruera geokemiska processer genom att avslöja spårelementfördelningar
• Mät morfologi och komposition samtidigt-karakterisera ditt prov, korrelera form, storlek, kristallinitet och komposition med optiska egenskaper
• analysera egenskaper utan att tillverka en komplett enhet och ta icke-destruktiva mätningar

applikationsområden

förmågan att mäta optiska egenskaper i så liten skala är användbar på många områden, inklusive:

• lysdioder (lysdioder)
• nanopartiklar
• olja och geologi
• optoelektroniska och fotovoltaiska material
• solceller
• fosforer
• 2D-material
• läkemedel
• polymerer
• Plasmonics (ädelmetaller)
• organiska material

för att ta reda på om Cl kan användas inom ditt forskningsområde, vänligen kontakta.

elektronik och optoelektronik

mät det lokala elektroniska bandgapet i halvledare och studera defektfördelning på mikro – och nanoskala. Detta gör att du kan undersöka direkta bandgap-halvledare med stark katodoluminescens (t.ex. GaAs eller GaN), såväl som indirekta halvledare som avger svag katodoluminescens (t. ex. kisel).

variationer i luminescens orsakad av perfekt och förskjutet kristallint kisel kan användas för att kartlägga defekter i integrerade kretsar. Den höga rumsliga upplösningen är idealisk för lågdimensionella halvledarstrukturer som kvantbrunnar och prickar.

exempel: kartläggning av defekter på uwbg halvledare

Geoscience

genom att studera spårelementkemi och geokemiska effekter kan du rekonstruera geologiska processer i stenar och mineraler. Sem-baserad katodoluminescens avslöjar interna strukturer som inte är synliga med andra tekniker. Detta ger dig tillgång till unik information om mineralsammansättning, tillväxt och härkomst.

mer om SEM-baserad CL i geologi och geovetenskap

materialvetenskap

Katodoluminescens är användbar vid utveckling av sensor-och kommunikationsteknik som involverar interaktionen mellan ljus och metallnanopartiklar. Deras egenskaper kan mätas med ytplasmoner och lokala ytplasmonresonanslägen.

det har också nyligen publicerats publikationer som involverar användningen av SEM-baserad katodoluminescens för att studera ytplasmonresonans i metalliska nanopartiklar, med upplösning under diffraktionsgränsen.

organiska molekyler och läkemedel

många polymerer och aktiva ingredienser i läkemedel är katodoluminescerande. Signalen avslöjar molekylernas kemiska struktur, så den kan användas för att kartlägga fördelningen av organiska molekyler med sub-100 nm upplösning.

Instrumentation

dessa system kan användas för att lägga till katodoluminesence till din SEM/TEM. De är kompatibla med elektronmikroskop från stora tillverkare – Kontakta oss för mer information.

Monarc Cl detektor

nästa generations system för SEM

• oöverträffad rumslig, vinkel-och våglängdsupplösning
• samla hyper-spektraldata 30x snabbare än andra CL-detektorer
• stort synfält

mer information…

Vulcan Cl detektor

för TEM / stam

• analysera ett brett spektrum av prover
• kombinera med andra tekniker
• kompatibel med Gatan ål system för korrelering av absorptions-och emissionsprocesser

mer detaljer…

ChromaCL2 iBSED detektor

för geologi och geovetenskap

• Live, färg CL imaging
• avslöja geokemiska processer
• visualisera textur lätt
• automatiserade montage för ett stort synfält

mer information…