Katodoluminescens

Katodoluminescens er en spesiell form for luminescens , der en elektronstråle som kommer fra en elektronkilde slår en solid overflate og dette stimulerer lys , dvs. H. elektromagnetisk stråling å avgi (funksjonelt prinsipp for Braun-røret eller katodestrålerøret ).

Bruksområder og eksperimentelle oppsett

Diamantkatodoluminescens

I geologi, mineralogi og materialvitenskap brukes et optisk katodoluminescensmikroskop for å synliggjøre indre strukturer av bergprøver, keramiske materialer, glass etc., og dermed for å få informasjon om strukturen, opprinnelsen og kvaliteten på materialet som undersøkes.

I materialvitenskap og halvlederteknologi blir katodoluminescensundersøkelser ofte utført i et skanneelektronmikroskop (SEM). Her treffer en sterkt fokusert elektronstråle prøven og får den til å avgi lys fra det infrarøde, synlige eller UV-området, avhengig av materialet. Dette lyset er gjennom et optisk system, for eksempel. B. et elliptisk speil samlet. Den blir ført ut av SEM via optikk og rettet mot en detektor ( fotomultiplikator eller CCD detektor) av en monokromator . Enten kan luminescensspektre registreres som en funksjon av lysbølgelengden / fotonenergien, eller et bilde av luminescensen kan registreres ved en viss bølgelengde, som deretter kan korreleres direkte med et sekundært elektronbilde av overflaten. Denne informasjonen gjør det mulig å trekke konklusjoner om strukturen og kvaliteten på halvlederkrystallene som er undersøkt.

Et elektronmikroskop med katodoluminiscensfeste tillater betydelig større forstørrelser, men er vanskeligere å håndtere og langt dyrere enn et optisk katodoluminiscensmikroskop, hvis styrke ligger i å vise de faktisk synlige luminescensfargene til prøvene direkte gjennom okularet. Førstnevnte er derfor av særlig betydning for undersøkelsen av nanostrukturerte halvledere, mens sistnevnte brukes i geologi.

The shadow tverrøret kan fortsatt bli funnet i fysikk timene på skoler og universiteter som en demonstrasjon enhet. Ved hjelp av luminescensen til pæreglasset eller en fluorescerende skjerm, tillater det studiet av generering, forplantning og magnetisk påvirkning av katodestråler.

Eksempler på tekniske applikasjoner

historie

Den ukrainske fysikeren Johann Puluj anses å være oppdageren av katodoluminescens . I 1881 utviklet han en lampe, senere kjent som Puluj-lampen, som var basert på prinsippet om katodoluminescens. I 1905 Philipp Lenard mottatt den Nobelprisen i fysikk “for sitt arbeid med katodestråler ” . Til hans ære er katodoluminescerende stoffer også kjent som Lenard-fosfor .

Se også

weblenker

Individuelle bevis

  1. ^ Nobelprisen i fysikk 1905. Philipp Lenard. Hentet 19. april 2013 .