Cathodoluminescence

El fenómeno de la catodoluminiscencia se produce mediante la interacción entre un electrón energético y un material semiconductor. El electrón incidente produce parte de su energía cinética en beneficio de un electrón de la banda de valencia de semiconductores. Este último se promueve en la banda de conducción, dejando un agujero en la banda de valencia. Hay una cierta probabilidad de que los electrones y los agujeros se recombinen al emitir un fotón. La longitud de onda del fotón emitido es característico del material y puede revelar la presencia de defectos o impurezas que introducen niveles de energía en la banda prohibida. Este fenómeno no se limita a semiconductores, en el sentido estricto del término, ya que puede ocurrir en la mayoría de los materiales no metálicos, a saber, semiconductores y aisladores convencionales, según lo define la teoría de la banda. Cabe señalar que este fenómeno, que forma parte de las interacciones de material radiation-material, se aproxima a la fluorescencia X estudiada por análisis de energía dispersiva, excepto que, en este último caso, el electrón promovido está más vinculado en el átomo porque pertenece a un Capa del corazón.

En las ciencias de los materiales y la tecnología de semiconductores, la catodoluminiscencia se produce ya sea en un microscopio de escaneo electrónico simple o en una transmisión de microscopio de escaneo electrónico. En este último caso, el haz de electrones enfocado excita la muestra de tal manera que la luz emitida proviene de una zona localizada. Esta luz debe recogerse por un sistema óptico como un espejo elíptico. Luego, una fibra óptica transporta la luz fuera del instrumento, donde un monocromador filtra la longitud de onda deseada y una entonces opera una medición cuantitativa de los fotomultips con un fotomultiplier en sincronismo con el escaneo del haz de electrones.. Esto le da un mapa de la actividad óptica de la muestra.

Un microscopio electrónico con un detector de catodoluminiscencia es más complicado, más caro, pero más flexible para su uso y tiene una ampliación más alta que un microscopio simple de catodoluminiscencia.

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