음극 발광 현미경
Cathodoluminescence microscope
음극 발광(CL) 현미경은 전자 현미경과 일반 광학 현미경의 방법을 결합한다.[1]전자빔에 의해 조사된 고체의 광택이 있는 얇은 부분의 발광 특성을 연구하기 위해 설계되었다.null
음극 발광현미경을 사용하면 정상적인 빛 환경에서는 볼 수 없는 결정이나 직물 내의 구조를 볼 수 있다.따라서 예를 들어 광물의 성장에 관한 귀중한 정보를 얻을 수 있다.CL-마이크로스코피는 지질학, 광물학, 재료 과학(암석, 광물학, 화산재, 유리, 도자기, 콘크리트, 플라이애시 등)에 사용된다.보다 최근에 과학자들은 희귀한 지구 원소 도핑된 무기 나노크리스탈을 이미지 탐사로 사용하여 생물학적 샘플 연구를 위한 그것의 응용을 조사하기 시작했다.[2] 상관식 음극 발광 전자 현미경(CCLM)도 초점 이온 빔(FIB) 단면 검체에 대해 수행될 수 있으므로 잠재적으로 3D CCLM이 가능하다.
CL 색상과 강도는 샘플의 특성과 전자총의 작업 조건에 따라 달라진다.여기서 전자빔의 가속 전압과 빔 전류가 매우 중요하다.오늘날, 두 종류의 CL 현미경이 사용되고 있다.하나는 코로나 방전관에 의해 전자빔을 생성하는 "콜드 음극"으로 작업하고, 다른 하나는 "핫 음극"을 사용하여 빔을 생산한다.냉간음극 CL현미경은 가장 단순하고 경제적인 유형이다.전자현미경 검사 같은 다른 전자 폭격 기술과 달리 차가운 음극 발광 현미경 검사는 전자와 함께 양의 이온을 제공하여 표면 전하 축적을 무력화하고 표본에 전도성 코팅이 적용될 필요성을 없앤다."핫 음극" 타입은 텅스텐 필라멘트로 전자총에 의해 전자빔을 생성한다.핫 음극의 장점은 약하게 발광하는 소재에서도 빛의 방출을 자극할 수 있는 정밀하게 제어 가능한 하이 빔 강도(예: 석영 – 그림 참조)이다.표본 충전을 방지하기 위해 표면은 금이나 탄소의 전도성 층으로 코팅해야 한다.이것은 보통 스퍼터 증착장치나 카본 코터에 의해 이루어진다.null
또한 CL 시스템은 스캔 전자현미경에 부착될 수 있다.이러한 기기는 전통적으로 재료 과학, 지질 과학, 광학 연구 또는 세라믹의 품질 결정과 같은 특수한 용도에 사용된다.[4]새로운 SEM CL 시스템은 나노포토닉스 연구에 사용될 수 있다.[5]가장 두드러진 장점은 그들의 더 높은 확대율이다.단, CL 색상 정보는 발광 방출의 분광 분석을 통해서만 얻을 수 있다.null
방출 색상의 직접 보기는 "콜드"와 "핫" 음극 유형 둘 다 광학 CL 현미경으로만 제공된다.null
보다 최근에는 FOM Institute AMOLF에서 각도 분해 현미경 시스템이 개발되었다.최대 10nm의 해상도로 영상을 만들 수 있는 초고해상도 기법이다.[6]2011년 현재 이 기술은 상용화되었다.[7][8]null
CL에 의해 조사된 광자 상태의 국부 밀도
음극 발광 현미경 검사는 물질 구성 외에도 알려진 물질로 만들어진 구조물에 사용될 수 있지만 이것들의 풍부한 조합이 있다.이 경우 CL은 나노구조형 광자매체의 국부 밀도(LDOS)를 측정할 수 있으며, 여기서 방출되는 CL의 강도는 가용 광자 상태의 수를 직접 반영한다.이것은 광 결정이나 나노미터 눈금에서 큰 LDOS 변형이 달성되는 복합 토폴로지와 같은 물질과 매우 관련이 있다.[9]null
한편, 표준 CL 맵을 분석할 때는 LDOS 변형을 고려해야 한다.null
참조
- ^ "What is Cathodoluminescence Imaging? Delmic". Delmic. 2018-04-23. Retrieved 2018-04-23.
- ^ Keevend, K.; Stiefel, M.; Neuer, A. L.; Matter, M. T.; Neels, A.; Bertazzo, S.; Herrmann, I. K. (2017). "Tb3+-doped LaF3 nanocrystals for correlative cathodoluminescence electron microscopy imaging with nanometric resolution in focused ion beam-sectioned biological samples". Nanoscale. 9 (13): 4383–4387. doi:10.1039/C6NR09187C. ISSN 2040-3372. PMID 28116399.
- ^ Keevend, K.; Stiefel, M.; Neuer, A. L.; Matter, M. T.; Neels, A.; Bertazzo, S.; Herrmann, I. K. (2017). "Tb3+-doped LaF3 nanocrystals for correlative cathodoluminescence electron microscopy imaging with nanometric resolution in focused ion beam-sectioned biological samples". Nanoscale. 9 (13): 4383–4387. doi:10.1039/C6NR09187C. ISSN 2040-3372. PMID 28116399.
- ^ BV, DELMIC. "SEM Cathodoluminescence imaging DELMIC". www.delmic.com. Retrieved 2017-02-10.
- ^ "Cathodoluminescence, SPARC cathodoluminescence imaging, CL spectroscopy, CL microscopy, SEM CL, angle resolved spectroscopy, angle resolved imaging". www.nanounity.com. Retrieved 2017-02-10.
- ^ BV, DELMIC. "Angle-Resolved Cathodoluminescence Imaging - Technical Note DELMIC". request.delmic.com. Retrieved 2017-02-08.
- ^ "Research into the Science of Light Prize — QEOD". qeod.epsdivisions.org. Retrieved 2017-02-02.
- ^ "Albert Polman - AMOLF". AMOLF. Retrieved 2017-02-02.
- ^ Sapienza, R.; Coenen, T.; Renger, J.; Kuttge, M.; van Hulst, N. F.; Polman, A. (2012-09-01). "Deep-subwavelength imaging of the modal dispersion of light". Nature Materials. 11 (9): 781–787. Bibcode:2012NatMa..11..781S. doi:10.1038/nmat3402. ISSN 1476-1122. PMID 22902895.
추가 읽기
- 과학자들은 발광물질을 밝혀냈다. CL은 광자성 LDOS를 탐사한다.
- 전자발견부터 파장하 현미경까지: 음극 발광 DELMIC 현미경 블로그 소개
- 황색 석회암 및 녹색 아라곤산염: 지구과학 DELMIC 현미경 블로그에 나타난 음극 발광
- Richter, D.K.; Goette, T.; Goetze, J.; Neuser, R. D. (2003). "Progress in application of cathodoluminescence (CL) in sedimentary petrology". Mineralogy and Petrology. 79 (3–4): 127–166. Bibcode:2003MinPe..79..127R. doi:10.1007/s00710-003-0237-4.
