陰極螢光譜

陰極螢光光譜（cathodoluminescence spectroscopy）簡稱CL譜，是指利用電子束激發半導體，將價帶電子激發到導帶並在價帶留下空穴，而後由於導帶能量高不穩定，被激發電子又重新躍遷回價帶與空穴複合，並釋放出能量E≤Eg（能隙）的特徵螢光譜。

基本介紹

• 中文名：陰極螢光光譜
• 外文名：Cathodoluminescence spectroscopy
• 簡稱：CL譜
• 利用：電子束激發半導體
• 取決：發光物質的價電子能級分布
• 套用：礦物鑑定方法

介紹

陰極螢光譜是利用電子束激發半導體樣品，將價帶電子激發到導帶，之後由於導帶能量高不穩定，被激發電子又重新跳回價帶，並釋放出能量E≤Eg（能隙）的特徵螢光譜。

特點及套用

CL譜是一種無損的分析方法，結合掃描電鏡可提供與形貌相關的高空間解析度光譜結果，是納米結構和體材料的獨特分析工具。利用陰極螢光譜，可以在進行表面形貌分析的同時，研究半導體材料的發光特性，尤其適合於各種半導體量子肼、量子線、量子點等納米結構的發光性能的研究。

陰極螢光譜通常作為掃描電子顯微鏡的一個附屬檔案。比如場發射掃描電子顯微鏡，通常會配備一套陰極螢光探頭，以充分擴展儀器功能。

陰極螢光

一些不導電礦物樣品，在高能電子作用下，發射的可見光信號，叫做陰極螢光。它是由這些物質的價電子，在受激態與基態之間能級躍遷直接釋放波長比較長、能量比較低的波，其能量在幾至幾十個電子狀，波長在可見光波長範圍內。

陰極螢光譜取決於發光物質(包括主體物質和雜質)的價電子能級分布。因此，它可用來測定一些礦物的陰極螢光特點，是一種礦物鑑定方法。

區別

光致發光光譜（PL譜）的激發源是能量較大的光子，可以反映測試物質的內部結構，比如帶隙，缺陷等；優點是：對樣品無損傷，可以多次測量。

電致發光光譜（EL譜）的激發源是外加電場，導帶中的電子被激發至足夠高的能量碰撞發光中心，使發光中心由基態變為激發態，又回到基態而發光。

CL譜的激發源是高能電子束；CL能調節入射電子的能量，可以使電子進入到樣品的不同深度，從而觀測到樣品表面以下的晶體缺陷信息。缺點是表面很容易被電子破壞。

此外，CL常作為掃描電子顯微鏡（SEM）的附屬檔案，可以在SEM測試樣品表面形貌的同時，進行CL測試，得到樣品的雜質、缺陷等信息。