陰極發光(CL)原理
陰極發光是固體物質的一種表面物理熒光現象,在掃描電鏡中,當一束高能電子束轟擊固體樣品的表面時,入射電子與樣品發生作用,產生諸如二次電子、背散射電子、特征X射線、俄歇電子等信號,而對于某些特定材料,如礦物、氧化鋁、三/五族材料(GaAs,InGaN)、磷光劑、燃料及一些有機化合物等,入射電子會將材料的電子轟擊至導帶讓其處于激發態,受轟擊電子會快速回復至價帶,回復過程中產生的能量差就以可見光的形式釋放出來,即陰極發光,陰極發光是一種熒光,又稱陰極熒光,其發光波譜多數為可見光范疇,波長多數在400~760nm之間。陰極熒光的發生是由于物質中有雜質元素的存在或晶體結構中如位錯、空位和偏離化學計量比、結晶體中的無序、晶格破壞等缺陷的存在。


陰極熒光探測器
利用專用陰極熒光探測器(CL探測器)采集陰極熒光(CL)數據,在地質、光電、失效分析、陶瓷、玻璃及其他領域,揭示樣品中利用常規電子信號或X射線成像技術無法顯示的特性。將CL數據與形貌、晶體結構和元素信息相關聯,可以更好地了解樣品的光子特性、組成、材料質量或是歷史。
Þ鋯石顆粒的SE和CL成像,顯示不同微觀信息:

傳統CL探測器依賴樣品與物鏡之間的反光鏡,為了有效檢測熒光信號,反光鏡需要在大的(固定的)工作距離下精確對中。這種設計限制了掃描電鏡的視野寬度,也限制甚至阻止了電子和X射線的檢測,需要將CL探測器退出再次掃描樣品才能獲取此類信號。
Þ傳統CL探測器結構如下所示:

賽默飛新型RGB CL探測器采用平面式設計,消除了反光鏡的諸多限制,與伸縮式背散射電子探測器類似,可在樣品和物鏡之間滑動。探測器面積大,無需進行光學對中,且不影響視野寬度。CL探測器采集信號的同時,不影響二次電子(SE)、背散射電子(BSE)、X射線信號等的采集,這樣,對樣品掃描一次,就可將CL數據與SE、BSE和 EDS多重信號關聯起來。
賽默飛RGB CL探測器結構如下所示:


RGB CL探測器集成在電鏡用戶界面中,電子束開始掃描即可獲取彩色圖像,助力多用戶實驗室,獲得CL數據,并與多種數據進行無憂關聯。


賽默飛用戶界面中四窗口同步成像顯示如下:

賽默飛RGB CL探測器特點
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多分割探測器可同步采集紅色、綠色、藍色(RGB)信號,也可采集全色信號
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可探測的光譜響應范圍:350 ~ 900 nm
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氣動伸縮式探頭設計,軟件控制一鍵切換
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大視野觀察和成像(探測器不影響掃描電鏡的最大視野范圍)
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靈活的工作距離范圍;可在較小工作距離下工作,無需退出探測器
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完全集成在掃描電鏡用戶界面中,設置有安全保護限制等
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可通過真彩圖像校準或是彩色襯度強化生成彩色圖像
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兼容Maps大面積圖像采集和拼接,支持電鏡同步采集SE / BSE / EDS(需要相關許可證號)
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可與高/低真空探測器及鏡筒內探測器同時成像
RGB CL 成像示例
Þ老式電視 (CRT -陰極射線管)顯示器上的
RGB熒光粉成像顯示如下:

Þ老式電視 (CRT -陰極射線管)顯示器上的
RGB熒光粉SE+CL同步成像顯示如下:

Þ砂巖樣品的CL圖像

Þ微裂縫恢復 - 碎屑顆粒的壓碎和愈合作用表征

Þ砂巖樣品的石英次生加大現象表征

Þ鋯石顆粒的CL成像

Þ鋯石顆粒的CL彩色成像

Þ鋯石樣品的大面積CL彩色成像(Maps CL)

Þ鋯石樣品的大面積CL彩色成像(Maps CL)

Þ磷灰石顆粒的BSE、CL及BSE+CL疊加成像


Þ磷灰石樣品的大面積BSE及CL成像(Maps CL)

Þ獨居石顆粒的BSE及CL RGB成像

Þ鉆石CL多模式同時成像


Þ通過CL尋找GaN缺陷
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