Was ist Kathodolumineszenz? Und wie Sie es zu Ihrem REM/ TEM/STEM hinzufügen

Die Kathodolumineszenz (CL) ist eine wissenschaftliche Analysetechnik zur Charakterisierung von Zusammensetzung, optischen und elektronischen Eigenschaften. Diese Daten korrelieren mit Morphologie, Mikrostruktur, Zusammensetzung und Chemie auf der Mikro- und Nanoskala.

Diese Technik kann mit Systemen von Gatan problemlos zu Ihrem Elektronenmikroskop (REM, TEM oder STEM) hinzugefügt werden.

Blue Scientific ist der offizielle nordische Distributor für Gatan-Systeme für Elektronenmikroskope in Norwegen, Schweden, Dänemark, Finnland und Island. Für weitere Informationen oder Angebote kontaktieren Sie uns bitte.

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Was ist Kathodolumineszenz?

Kathodolumineszenz (auch bekannt als CL) ist die Emission von Photonen als Licht, wenn ein Material durch hochenergetische Elektronen stimuliert wird.

Bei der Kathodolumineszenzmikroskopie wird das Licht oder die Photonen (Lumineszenz) analysiert, die emittiert werden, wenn eine Probe durch den Elektronenstrahl eines Elektronenmikroskops stimuliert wird. Dieser Strahl kann auf Sub-Nanometer-Längenskalen fokussiert werden, so dass Sie über die Beugungsgrenzenbeschränkungen optischer Mikroskope hinausgehen und optische Eigenschaften im Nanobereich untersuchen können.

Kathodolumineszenzdaten können auch mit anderen Signalen korreliert werden, um mehr Informationen über Ihre Probe zu erhalten.

Was können Sie analysieren?

CL kann in einem REM oder STEM (Scanning oder Scanning Transmission Electron Microscope) verwendet werden, um Materialien zu charakterisieren:

• Zusammensetzung
• Optische Eigenschaften
• Elektronische Eigenschaften

Diese Daten korrelieren mit Morphologie, Mikrostruktur, Zusammensetzung und Chemie auf Mikro- und Nanoskala.

Vorteile der Kathodolumineszenz

Während es andere Techniken zur Messung optischer Eigenschaften gibt (z. B. optische Emissionsspektroskopie, Fotolumineszenz, Elektrolumineszenz), hat die SEM-basierte CL mehrere einzigartige Vorteile:

• Sub-nm-Ortsauflösung
• Daten korrelieren mit Strukturinformationen
• Fülle von Daten aus den emittierten Signalen: Morphologie (z. B. Größe und Form), Zusammensetzung, Chemie, Kristallographie, elektronische Eigenschaften und mehr

Einzigartige Vorteile

Diese Vorteile können genutzt werden, um einzigartige Studien durchzuführen:

• Untersuchung der optischen Eigenschaften einzelner Nanostrukturen und Baugruppen mit optischer Charakterisierung unterhalb der Beugungsgrenze.
• Halbleiter analysieren: Wachstum, Zusammensetzung und Quantifizierung von Punkt- und ausgedehnten Defektverteilungen
• Charakterisierung optischer Materialien und Geräte mit einer räumlichen Auflösung, die besser ist als die Beugungsgrenze des Lichts
• Textur in Mineralien aufdecken – Geochemische Prozesse rekonstruieren, indem Spurenelementverteilungen aufgedeckt werden
• Morphologie und Zusammensetzung gleichzeitig messen – Ihre Probe vollständig charakterisieren, Form, Größe, Kristallinität und Zusammensetzung mit optischen Eigenschaften korrelieren
• Eigenschaften analysieren, ohne ein komplettes Gerät herzustellen, und -destruktiv messungen

Anwendungsbereiche

Die Fähigkeit, optische Eigenschaften in einem so kleinen Maßstab zu messen, ist in vielen Bereichen nützlich, einschließlich:

• Leuchtdioden (LEDs)
• Nanopartikel
• Öl und Gas
• Optoelektronische und photovoltaische Materialien
• Solarzellen
• Leuchtstoffe
• 2D-Materialien
• Pharmazeutika
• Polymere
• Plasmonik (Edelmetalle)
• Organische Materialien

Um herauszufinden, ob CL in Ihrem Forschungsgebiet eingesetzt werden könnte, setzen Sie sich bitte mit uns in Verbindung.

Elektronik und Optoelektronik

Messen Sie die lokale elektronische Bandlücke in Halbleitern und untersuchen Sie die Defektverteilung auf Mikro- und Nanoskala. Damit können Sie direkte Bandgap-Halbleiter mit starker Kathodolumineszenz (z. B. GaAs oder GaN) sowie indirekte Halbleiter, die schwache Kathodolumineszenz emittieren (z. B. Silizium), untersuchen.

Variationen in der Lumineszenz, die durch perfektes und disloziertes kristallines Silizium verursacht werden, können verwendet werden, um Defekte in integrierten Schaltkreisen abzubilden. Die hohe räumliche Auflösung ist ideal für niedrigdimensionale Halbleiterstrukturen wie Quantentöpfe und Punkte.

Beispiel: Abbildung von Defekten auf UWBG-Halbleitern

Geowissenschaften

Das Studium der Spurenelementchemie und geochemischer Effekte ermöglicht es Ihnen, geologische Prozesse in Gesteinen und Mineralien zu rekonstruieren. REM-basierte Kathodolumineszenz zeigt interne Strukturen, die mit anderen Techniken nicht sichtbar sind. Dies gibt Ihnen Zugang zu einzigartigen Informationen über Mineralzusammensetzung, Wachstum und Herkunft.

Mehr zu REM-basierten Methoden in Geologie und Geowissenschaften

Materialwissenschaft

Kathodolumineszenz ist nützlich bei der Entwicklung von Sensor- und Kommunikationstechnologien, die die Wechselwirkung von Licht mit Metallnanopartikeln beinhalten. Ihre Eigenschaften können durch Oberflächenplasmonen und lokale Oberflächenplasmonenresonanzmoden gemessen werden.

Es gab auch neuere Veröffentlichungen, die die Verwendung von REM-basierter Kathodolumineszenz zur Untersuchung der Oberflächenplasmonenresonanz in metallischen Nanopartikeln mit einer Auflösung unterhalb der Beugungsgrenze betrafen.

Organische Moleküle und Pharmazeutika

Viele Polymere und Wirkstoffe in Pharmazeutika sind kathodolumineszierend. Das Signal zeigt die chemische Struktur von Molekülen, so kann es verwendet werden, um die Verteilung von organischen Molekülen mit Sub-100 nm Auflösung abzubilden.

Instrumentierung

Mit diesen Systemen können Sie Ihrem REM/TEM Kathodolumineszenz hinzufügen. Sie sind kompatibel mit Elektronenmikroskopen von großen Herstellern – kontaktieren Sie uns für Details.

Monarc CL-Detektor

System der nächsten Generation für REM

• Unübertroffene räumliche, Winkel- und Wellenlängenauflösung
• Sammeln Sie hyperspektrale Daten 30x schneller als andere CL-Detektoren
• Großes Sichtfeld

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Vulcan CL Detector

Für TEM/STEM

• Analysieren Sie eine Vielzahl von Proben
• Kombinieren Sie mit anderen Techniken
• Kompatibel mit Gatan-AALEN systeme zur Korrelation von Absorptions- und Emissionsprozessen

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ChromaCL2 Gepulster Detektor

Für Geologie und Geowissenschaften

• Live-Farbbildgebung
• Geochemische Prozesse aufdecken
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