全色阴极发光成像

许多基于电子显微镜的成像技术存在,以提供独特的材料对比。阴极发光(CL)成像收集并测量电子束射向材料所产生的光。获得CL影像的最快和最简单的方法是进行强度作图。该方法使用单像素光探测器记录每个光束位置的CL强度。

有两种方法可以达到这个目的:全色和滤色阴极发光。全色成像在检测范围内的所有波长(颜色)上平均CL信号。颜色过滤的CL强度映射可以通过引入一个颜色过滤器来执行。

光电倍增管

SPARC阴极发光系统使用光电倍增管(PMT)光探测器与滤光轮相结合。这允许在7个不同的波段上绘制强度(第8项是空的,允许全色成像)。

光电倍增管示意图
阴极发光发射是指向PMT使用一个机动翻光镜。当翻转镜启动时,它会将光线导向PMT。当从光束路径中移除时,光线可以进入用于高光谱或角度分辨CL的其他探测器。

PMT检测器速度快、灵敏度高,检测面积大,可以对大样本区域进行高分辨率快速扫描。像素驻留时间可低至每像素1µs,使视频率阴极发光成像。超过0.5 × 0.5 mm的区域可以在一次扫描中覆盖,这使它成为扫描更大尺度结构或制作CL概述图像的理想选择。这用于识别感兴趣的区域进行更深入的化学发光研究(如化学发光光谱)。

下图显示了扫描电子显微镜在左边和阴极发光测量在右边的图像。右侧的额外细节是通过PMT和光谱中蓝色和绿色部分的三个滤波器获得的。通过CL测量显示的这些额外细节有助于确定晶体生长、分区、缺陷和其他感兴趣的工件的细节。

锆石的SEM和阴极发光图像
阴极发光锆石分带制图
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