План
Введение
1. Формирование катодолюминесцентного излучения
1.1 Генерация неравновесных носителей заряда
1.2 Движение и рекомбинация неравновесных носителей
2. Пространственное разрешение катодолюминесцентной микроскопии
3. Методика экспериментальных исследований
4. Информативность сигнала катодолюминесценции
4.1 Интенсивность сигнала интегральной катодолюминесценции
4.2 Спектральный состав сигнала катодолюминесценции
Похожий материал - Учебное пособие: Технико-экономические характеристики энергетических предприятий
Заключение
Литература
Введение
Явление катодолюминесценции (КЛ) — возникновение светового излучения в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра под действием электронного облучения — известно давно. Первоначально интерес к этой области был связан с исследованием и использованием люминофоров. В процессе решения практической задачи создания оптимальных покрытий экранов электронно-лучевых трубок были исследованы процессы излучательной рекомбинации и особенности зонной структуры полупроводниковых соединений. Сам же метод катодолюминесценции, наряду с другими методами, такими, как фотолюминесценция, оптическое поглощение и отражение света, занял прочное место в исследовательской практике при изучении зонной структуры твердого тела (главным образом тех энергетических уровней, которые принимают участие в процессах излучательной рекомбинации).
В последнее время в связи с быстрым развитием оптоэлектроники интерес к катодолюминесценции существенно возрос. Создание высокоэффективных полупроводниковых лазеров и светодиодов, представляющих собой многослойные структуры с толщиной слоев в единицы или десятки микрометров, потребовало разработки новых методов, которые обладали бы высокой локальностью и позволяли бы контролировать внутри этих слоев распределение центров излучательной рекомбинации, создаваемых направленным введением активных примесей в процессе выращивания. В этом смысле большие возможности предоставила растровая электронная микроскопия.
Очень интересно - Курсовая работа: Техническое обслуживание и ремонт трансформаторов
Особенности построения изображения в растровом электронном микроскопе (РЭМ) заключаются в его существенных отличиях от общеизвестных оптических и просвечивающих электронных микроскопов. В РЭМ, схема которого приведена на рис. 1, отсутствует отображающая оптическая система, которая в других микроскопах обеспечивает однозначное соответствие между точками объекта и точками изображения.
В РЭМ электромагнитные линзы лишь служат для формирования тонкого электронного зонда (до 2 нм), который с помощью отклоняющей системы заштриховывает весь наблюдаемый участок объекта рядом параллельных строк - растром, аналогичным растру в телевизионной трубке.
В результате взаимодействия электронов первичного пучка с объектом возникает целый ряд явлений — вторичная электронная эмиссия, характеристическое рентгеновское излучение, катодолюминесценция и др. (рис 2), каждое из которых может быть использовано для модуляции интенсивности на экране.
Вам будет интересно - Реферат: Физико-химические основы термовакуумного испарения и осаждения материалов
Исследование изображений в РЭМприиспользовании различных сигналов позволяет при минимальных требованиях к образцу получать многообразную информацию, например, при использовании эмиссии вторичныхэлектронов — о топографии поверхности и распределении электрических имагнитных полей, при использовании отраженных электронов — о составе объекта и, наконец, при использовании эффекта каналирования первичных электронов пучка — о кристаллической структуре объекта.
Сфокусированный электронный зонд позволяет существенно ограничить (локализовать) область генерации света и таким образом уже исследовать распределение люминесцентных свойств по поверхности объекта. Последнее стало возможным при использовании растрового электронного микроскопа из-за предоставляемой им возможности получения электронно-микроскопического изображения объекта в люминесцентном сигнале и точного позиционирования электронного зонда на поверхности объекта по его изображению.
Для формирования изображения может использоваться любой вторичный сигнал от объекта, возникающий из-за электронного облучения объекта, например сигнал от вторичных электронов, светового и рентгеновского излучения и др. Яркость данной точки изображения определяется величиной используемого сигнала, исходящего из соответствующей точки объекта. Для построения изображения необходимо однозначное соответствие между положениями электронного зонда на объекте и точкамиизображении на экране.
Другим отличием РЭМ является возможность одновременного получения изображений одного и того же объекта в различных сигналах, а также присущая РЭМ очень большая глубина резкости (в 10-100 раз больше, чем у оптического микроскопа), что исключает специальные требования к качеству поверхности исследуемого объекта. Единственным условием для получения изображения в РЭМ является наличие достаточной электропроводности по поверхности объекта, обеспечивающей возможность стекания вносимого электронным зондом электрического заряда, что в случае диэлектриков достигается напылением на объект тонкой металлической пленки.
1. Формирование катодолюминесцентного излучения
Похожий материал - Курсовая работа: Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах
Катодолюминесценция – это эмиссия света, которая производится атомом возбужденным электроном с высокой энергией. Способностью к катодолюминесценции обладают газы, молекулярные кристаллы, органические люминофоры, кристаллофосфоры, однако только кристаллофосфоры стойки к действию электронного пучка и дают достаточную яркость свечения. Именно они и применяются в качестве катодолюминофоров.
Катодолюминесценция обнаружена в середине 19 в. до открытия электрона; пучок электронов, вызывающий свечение стеклянных стенок вакуумированных трубок, называли катодными лучами, и поэтому само свечение было названо катодолюминесценцией. Как физическое явление впервые начал изучать Уильям Крукс (W. Crookes) в 70-х гг. 19 в.
Три фундаментальных процесса участвуют в создании КЛ-эмиссии. Это - генерация, движение и рекомбинация неравновесных носителей заряда. Рассмотрим эти процессы в отдельности.
1.1 Генерация неравновесных носителей заряда