CatoDoluminescence

Il fenomeno di catodoluminescenza avviene mediante interazione tra un elettrone energetico e un materiale semiconduttore. L’elettrone dell’incidente produce parte della sua energia cinetica per il beneficio di un elettrone della banda di valenza a semiconduttore. Quest’ultimo è promosso nella banda di conduzione, lasciando un buco nella banda di valenza. C’è una certa probabilità che l’elettrone e i fori si ricombino emettono un fotone. La lunghezza d’onda del fotone emessa è caratteristica del materiale e può rivelare la presenza di difetti o impurità che introducono livelli di energia nella banda proibita. Questo fenomeno non è limitato ai semiconduttori, nel senso rigoroso del termine, poiché può verificarsi nella maggior parte dei materiali non metallici, vale a dire semiconduttori e isolanti convenzionali, come definito dalla teoria della band. Va notato che questo fenomeno, che fa parte delle interazioni dei materiali di radiazione, approssima la fluorescenza X studiata dall’analisi dispersiva dell’energia, tranne che, in quest’ultimo caso, l’elettrone promosso è più fortemente collegato all’atomo perché appartenente a a Strato cardiaco.

In materia di scienze dei materiali e tecnologia dei semiconduttori, la catodreluminescenza viene prodotta in un semplice microscopio di scansione elettronico o in una trasmissione elettronica del microscopio di scansione. In quest’ultimo caso, il raggio di elettroni focalizzato eccita il campione in modo tale che la luce emessa proviene da una zona localizzata. Questa luce dovrebbe essere raccolta da un sistema ottico come uno specchio ellittico. Una fibra ottica quindi trasporta la luce al di fuori dello strumento, dove un monocromator filtra la lunghezza d’onda desiderata e si ottiene una misurazione quantitativa dei fotoni con un fotomultiplicatore in sincronismo con la scansione del fascio di elettroni.. Questo fornisce una mappa dell’attività ottica del campione.

Un microscopio elettronico con un rilevatore di catodoluminescenza è più complicato, più costoso ma più flessibile per l’uso e ha un ingrandimento più elevato rispetto a un semplice microscopio di catodoluminescenza.

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