阴极发光是什么?
当电子束与材料相互作用时，会发生许多用于各种显微镜的过程。除了电子信号外，还通过各种非相干和相干过程产生了从x射线到中红外的广谱电磁辐射。
在电磁光谱的紫外/可见光/近红外区域产生的辐射被称为阴极发光(CL)，来自阴极射线(快电子)和发光(光发射)。电子束使材料在返回基态时发出荧光。
阴极发光成像显微镜
利用阴极发光(CL)表征了纳米级的光学性质。阴极发光技术分析产生的光子，发射在紫外到近红外区域的电磁波谱。阴极发光的能量是功能光学信息与电子显微镜的高空间分辨率的结合。阴极发光结合了功能光学信息和优越的空间分辨率与电子显微镜。这使得该技术具有广泛的应用和研究吸引力，特别是在光学研究、材料科学和地质学领域。188金宝搏app安卓下载
基于阿贝衍射定律，由于光学显微镜的分辨率有限，传统光学显微镜无法获得纳米结构的光学信息。阿贝衍射定律指出，两个间距小于d = λ的点0λ/ 2 (na)0为自由空间波长，NA为显微镜的数值孔径，显微镜无法分辨。用接近理想的数字，用λ的蓝色激光0而理论上完美的NA在空气中为1(尽管油浸孔径可以稍高一些)，我们的分辨率限制在200nm。这使得传统的光学显微镜不适用于真正的纳米级的研究。
上图包括125纳米长金棒的电子显微图，金棒作为纳米天线，在λ处共振0= 750海里。比例尺是50纳米。覆盖的红圆代表λ的光学衍射限制光斑0= 750 nm, NA = 1。小蓝点代表5纳米电子束(按比例)。右边显示了被灰色虚线圈包围的区域的放大图像。这张图片说明了光学显微镜的局限性以及电子束激发对研究纳米材料的重要性。
解决这个问题的方法是使用阴极发光，一束快速电子来探测纳米级的材料。使用电子作为光激发源有几个优点。首先，激发分辨率可以非常高和精确。典型的扫描电子显微镜可以聚焦和定位电子束在1 - 10纳米。该光束作为一个无探头的、非破坏性的宽带激励源。由于测量是在电子显微镜环境下进行的，整个电子显微镜工具箱可以用来关联纳米尺度的几何特征与光学响应。
阴极发光的应用188金宝搏app安卓下载
阴极发光可以用来探索物质的许多基本性质。它可以用来研究光传输，散射，材料的电子结构，包括半导体，(例如带隙，缺陷)，共振现象等等。因此，它为基础研究以及与工业(计量、失效分析)直接联系的应用研究提供了有价值的信息来源。
CL是纳米光子学领域的一项相关技术，可以生成反映电磁态局域密度的高光谱发光图。与CL的最新进展，可以精确测量发射的方向性和偏振度，为深入了解纳米结构的光学特性提供依据。直到最近CL还不适用于金属、电介质或大多数半导体纳米结构，但在收集效率方面的突破使CL研究这些结构成为可能。镜面设计和对准的改进使得先进的CL测量在以前的困难样品，如纳米粒子、纳米线、超分子、超表面和光子晶体，在现有系统中成为可能。
阴极发光成像也是研究地质样品的理想工具。岩石的CL发射可以帮助我们了解晶体生长、分带、胶结、置换、变形、物源、微量元素和缺陷结构。这可以用来提取岩石的指纹，并在亚微米尺度上揭示有趣的空间结构。它已被证明是地质年代学中对更大、更繁琐的技术(如质谱分析)的极好和非破坏性的补充。