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如何设置阴极发光的最佳成像条件?

为获取各种材料的高质量阴极发光强度图和光谱,了解电子显微镜的参数对生成(非相干)阴极发光(cathodoluminescence)的影响至关重要。当人们试图研究材料中的特定特征时,电子束的空间范围特别重要。那么如何为您的实验设置最佳成像条件呢?

Schematic要回答这个问题,我们需要首先了解阴极发光是如何产生的。在室温下,大多数电子驻留在价带中,但是当电子束激发材料时,电子从价带移动到更高的能态(导带)。在某些特征时间之后,电子衰减回到价带,并且可以发射光子。如果发生这种情况,我们就可以观察到阴极发光。电子束对价电子的激发发生在特征体积中,该体积通常称为相互作用体积。

相互作用体积的大小取决于是低压电子束还是高压电子束与材料相互作用。较高能量的电子束更深地渗透到材料中,但是由于材料中的散射,它在横向方向上的扩散也更多,从而导致空间分辨率降低。由于电子具有高能量,并且可以与材料发生多次相互作用,因此每个初级电子可以激发多个光子。能量越高,通常可以产生更多的光子。

由于原子质量和密度的不同,不同材料的相互作用体积将在给定电压下发生变化。为了帮助您评估选择哪种电子束能量进行实验,我们创建了一个数据库,可以帮助您找到高阴极发光信号和高空间分辨率之间的最佳点。该数据库由多种材料中的模拟电子轨迹组成(由CASINO生成,来自Sherbrooke大学的固体电子轨迹的Monte Carlo模拟程序)。在这里,您可以找到3D立体空间(X,Y,Z)中电子与材料的相互作用位置,以及蓝宝石,金刚石,锆石,硅,氮化镓和砷化镓等材料的相关电子能量(E)。

如果您想了解更多有关如何设置您的阴极发光成像条件的信息,欢迎注册我们即将在三月底进行的网络研讨会:阴极发光基本原理:阴极发光的成像条件(阴极发光基本原理系列研讨会 第2期)。

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