Name: low-energy cathodoluminescence for (oxy)nitride phosphors
Uploaded: 2016-11-15T12:30:00
Duration: 7 min 3 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Low-energy Cathodoluminescence for OxyNitride Phosphors at JoVE.com

This work was supported in part by Green Network of Excellence (GRENE) project from the Ministry of Education, Culture, Sport, and Technology (MEXT) in Japan. The authors are also grateful to the technicians of the Sialon Unit for their help in the phosphors synthesis, to MANA for its help in EDS measurements and to K. Nakagawa for the help in the CL system.

1. عينات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تركيب الفوسفور <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصميم المنتج، وتحديد المواد الأولية والأوزان على أساس التفاعلات الكيميائية المتوقعة. على وجه التحديد الوزن مساحيق انطلاق الخام 14-20. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سحق ومزجها في هاون العقيق باليد. اعتمادا على نوعية مساحيق الخام، مزيج من 15-30 دقيقة من أجل الحصول على مزيج متجانس قدر الإمكان. حزمة مسحوق خليط إلى بوتقة نيتريد البورون. ملاحظة: إجراء الخطوات 1.1.1-1.1.2 في علبة القفازات تحت غاز خامل، مع منخفضة جدا تركيز الأكسجين كمنتج نهائي أو مساحيق الخام غير مستقرة في الهواء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اطلاق النار على مسحوق خليط في الفرن تلبد الغاز ضغط مع سخان الجرافيت. تسخين العينات بمعدل تسخين مستمر. ندخل في غرفة الغاز النيتروجين محدد مسبقا (99.999٪ نقاء)، ورفع في وقت واحد تصل درجة الحرارة إلى القيمة المطلوبة. ملاحظة: حافظ على نفس الظروف لمدة sinte<html> حلقة. درجة الحرارة للتدفئة ومدتها تختلف اعتمادا على المواد 14-20. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد اطلاق النار، اغلاق السلطة، والسماح للعينات يبرد داخل الفرن. سحق كذلك مساحيق متكلس في هاون العقيق باليد حتى الحصول على جسيمات دقيقة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المقطع العرضي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مزيج 150 ملغ من الفوسفور المتألق مع 300 ملغ من الراتنج و 30 ملغ من تصليب. تصب في قالب السيليكون وتخبز في 60 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة في فراغ التبخر لالأكسجين من الخليط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع في قالب السيليكون ويخبز مرة أخرى عند 100 درجة مئوية لمدة 60 دقيقة في الهواء لصنع مسحوق جزءا لا يتجزأ من رقاقة. أثناء التسخين، تترسب معظم مساحيق في الجزء السفلي بسبب كثافة المواد عالية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تلميع وجه من وجوه السفلي من الشريحة عن طريق يدوية في اللفة وسورة أيون المقطع العرضي ملمع من أجل إنتاج سطح المرآة. أعلى كمية من مساحيق مصبوب يسمح تحسين رصد البنية الداخلية للمساحيق. </li></ol></li></ol>jove_title &quot;&gt; 2. Cathodoluminescence <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينة وانشاء إعداد ملاحظة: كما CL هي تقنية تماس، لا توجد متطلبات خاصة لقياس نفسها. وإعداد تعتمد على أهداف القياس. وهكذا، على القياسات الكمية، فإنه قد يكون من المفضل وضع كمية كبيرة من المساحيق على الشريط الكربون، أو فيلما. لقياس النوعية، والتحقيق في جزيئات منعزلة قد يفضل عن طريق وضع كمية صغيرة من مسحوق على شريط الكربون، أو تشتيت مسحوق في الإيثانول وimmerging واحد التقليدية النحاس شبكة صغيرة لتيم في الحل. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط ارتفاع مرحلة عينة لمحاذاة الجزء العلوي من العينة مع المرحلة المرجعية (12 ملم). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج المرحلة العينة إلى الغرفة. إدراج مرآة بيضاوي بين بندقية الإلكترون والعينات. تأكد من أن العينات لا تلمس المرآة بيضاوي لمنع تلوث المرآة أو كسرها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء باردجي خزان للكشف عن وسائل N 2. بدوره على كاشف. انتظر حتى اسطبلات درجة الحرارة للكشف عن لبدء القياسات CL. درجة الحرارة المثالية لقياس هو 110 ك. ملاحظة: يمكن التحقق من درجة الحرارة على البرنامج. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياسات CL ملاحظة: شروط شعاع الالكترون، ولا سيما الإلكترون طاقة شعاع وشعاع الحالية تم تحديدها. وينبغي اختيار هذه الشروط في وظيفة من كثافة المتوقعة التألق من العينات والشحن لاحظ، وتدهور التلألؤ ومصالح في تحليل معمق. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع شعاع الإلكترون حيث كنت تريد أن تأخذ SEM و / أو الطيف CL. التركيز على الصورة من أجل اخراج الشكل تحديدا والاستجماتيزم الصحيح للحصول على صورة واضحة وحادة. ضبط ارتفاع المسرح والعمل عن بعد. تصحيح الاستجماتيزم باستخدام س، ص stigmators على الصورة المكبرة. بدء تشغيل البرنامج لاقتناء CL. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحسين وضع مرآة وارتفاع العينة للحصول على أقوى كثافة لأطياف CL. لتنفيذ ذلك، انقر على &quot;قياس الوقت الحقيقي&quot; وحدد &quot;الوضع المستمر&quot; على البرنامج. ضبط المرآة في مستوحد اللون كما &quot;الجانب الأمامي&quot; لإرسال الضوء المتناثرة لاتفاقية مكافحة التصحر واتخاذ أطياف CL سريع. ببطء تغيير موقف المرآة وارتفاع عينة مع الحفاظ على صورة SE ركزت وزيادة كثافة CL. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لCL أطياف من منطقة واسعة، انقر على &quot;قياس الوقت الحقيقي&quot; الرمز وحدد &quot;وضع طلقة واحدة&quot; على البرنامج. تكوين نظام الكشف عن الضوء لإرسال الضوء المنبعث لاتفاقية مكافحة التصحر. اعتمادا على العينة، اختيار، عرض الشق وقياس الزمن جمع صريف من أجل الحصول على كثافة / قرار الطيفي الأنسب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لCL التصوير أحادي اللون، انقر على أيقونة &quot;قياس الصورة&quot; وحدد &quot;كشف PMT&quot; على البرنامج. ضبط المرآة في مستوحد اللون لالصورة &quot;الجانب الخلفي&quot; لإرسال الضوء المتناثرة لكشف PMT، وإدراج شق. اعتمادا على العينة، اختيار القرار، والتكبير، والطول الموجي جمع مرغوب فيه والوقت. تجميد الصورة وإرسالها إلى البرنامج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتحليل CL المحلية، واتخاذ SE أو CL صورة لأول مرة. انقر على أيقونة &quot;قياس&quot;، وحدد موقف لاتخاذ الأطياف على الصورة. تكوين نظام الكشف عن الضوء لإرسال الضوء المنبعث لاتفاقية مكافحة التصحر، ومن ثم اتخاذ أطياف CL. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتطور الزمن CL، انقر على أيقونة &quot;قياس الوقت الاعتماد&quot; وحدد &quot;CCD&quot; على البرنامج. تكوين نظام الكشف عن الضوء لإرسال الضوء المنبعث إلى كاشف CCD. اعتمادا على البرنامج، حدد أعداد الأطياف والوقت بين 2 القياسات، على سبيل المثال 360 أطياف كل 10 ثانية. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Spindt, C. A., Holland, C. E., Brodie, I., Mooney, J. B., Westerberg, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field-emitter+arrays+applied+to+vacuum+fluorescent+display.">Field-emitter arrays applied to vacuum fluorescent display.</a> IEEE Trans. Electron Devices. 36 (1), 225-228 (1989).</li><li>Holloway, P. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+field+emission+displays+phosphors.">Advances in field emission displays phosphors.</a> J. Vac. Sci. Technol. B. 17 (2), 758-764 (1999).</li><li>Itoh, S., Tanaka, M., Tonegawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+field+emission+displays.">Development of field emission displays.</a> J. Vac. Sci. Technol. 22 (3), 1362-1366 (2004).</li><li>Schubert, E. F., Kim, J. K., Luo, H., Xi, J. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solid-state+lighting+-+a+benevolent+technology.">Solid-state lighting - a benevolent technology.</a> Rep. Prog. Phys. 69 (12), 3069-3099 (2006).</li><li>McKittrick, J., Shea-Rohwer, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review:+Down+Conversion+Materials+for+Solid-State+Lighting.">Review: Down Conversion Materials for Solid-State Lighting.</a> J. Am. Ceram. Soc. 97 (5), 1327-1352 (2014).</li><li>Smet, P. F., Parmentier, A. B., Poelman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selecting+Conversion+Phosphors+for+White+Light-Emitting+Diodes.">Selecting Conversion Phosphors for White Light-Emitting Diodes.</a> J. Electrochem. Soc. 158 (6), 37-54 (2011).</li><li>Xie, R. J., Hirosaki, N., Sakuma, K., Kimura, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=White+light-emitting+diodes+(LEDs)+using+(oxy)nitride+phosphors.">White light-emitting diodes (LEDs) using (oxy)nitride phosphors.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 41 (14), 144013 (2008).</li><li>Xie, R. J., Hirosaki, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicon-based+oxynitride+and+nitride+phosphors+for+white+LEDs+-+A+review.">Silicon-based oxynitride and nitride phosphors for white LEDs - A review.</a> Sci. Technol. Adv. Mater. 8 (7-8), 588-600 (2013).</li><li>George, N. C., Denault, K. A., Seshadri, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphors+for+Solid-State+White+Lighting.">Phosphors for Solid-State White Lighting.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 43, 481-501 (2013).</li><li>Gustafsson, A., Pistol, M. E., Montelius, L., Samuelson, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+probe+techniques+for+luminescence+studies+of+low-dimensional+semiconductor+structures.">Local probe techniques for luminescence studies of low-dimensional semiconductor structures.</a> J. Appl. Phys. 84 (4), 1715-1775 (1998).</li><li>Dierre, B., Yuan, X. L., Sekiguchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-energy+cathodoluminescence+microscopy+for+the+characterization+of+nanostructures.">Low-energy cathodoluminescence microscopy for the characterization of nanostructures.</a> Sci. Technol. Adv. Mater. 11 (4), 043001 (2010).</li><li>Garc&#237;a de Abajo, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+excitations+in+electron+microscopy.">Optical excitations in electron microscopy.</a> Rev. Mod. Phys. 82 (1), 208-275 (2010).</li><li>Yacobi, B. G., Holt, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cathodoluminescence+scanning+electron-microscopy+of+semiconductors.">Cathodoluminescence scanning electron-microscopy of semiconductors.</a> J. Appl. Phys. 59 (4), 1-24 (1986).</li><li>Cho, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Si+on+the+particle+growth+of+AlN+ceramics.">Influence of Si on the particle growth of AlN ceramics.</a> Appl. Phys. Express. 7 (11), 115503 (2014).</li><li>Takahashi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Luminescence+properties+of+blue+La1-xCexAl(Si6-zAlz)(N10-zOz)+(z.~1)+oxynitride+phosphors+and+their+application+in+white+light-emitting+diode.">Luminescence properties of blue La1-xCexAl(Si6-zAlz)(N10-zOz) (z.~1) oxynitride phosphors and their application in white light-emitting diode.</a> Appl. Phys. Lett. 91 (9), 091923 (2007).</li><li>Hirosaki, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blue-emitting+AlN+:+Eu2++nitride+phosphor+for+field+emission+displays.">Blue-emitting AlN : Eu2+ nitride phosphor for field emission displays.</a> Appl. Phys. Lett. 91 (6), 061101 (2007).</li><li>Dierre, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+Si+in+the+Luminescence+of+AlN+:Eu,Si+Phosphors.">Role of Si in the Luminescence of AlN :Eu,Si Phosphors.</a> J. Am. Ceram. Soc. 92 (6), 1272-1275 (2009).</li><li>Dierre, B., Xie, R. J., Hirosaki, N., Sekiguchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blue+emission+of+Ce3++in+lanthanide+silicon+oxynitride+phosphors.">Blue emission of Ce3+ in lanthanide silicon oxynitride phosphors.</a> J. Mater. Res. 22 (7), 1933-1941 (2007).</li><li>Dierre, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Luminescence+distribution+of+Yb-doped+Ca-alpha-SiAlON+phosphors.">Luminescence distribution of Yb-doped Ca-alpha-SiAlON phosphors.</a> J. Mater. Res. 23 (6), 1701-1705 (2008).</li><li>Dierre, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+analysis+of+Eu2++emission+in+CaAlSiN3.">Local analysis of Eu2+ emission in CaAlSiN3.</a> Sci. Technol. Adv. Mater. 14 (6), 064201 (2013).</li><li>Brillson, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+depth-resolved+cathodoluminescence+spectroscopy.">Applications of depth-resolved cathodoluminescence spectroscopy.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 45 (18), 183001 (2012).</li><li>Liu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Properties+of+Blue-Emitting+CexSi6-zAlz-xOz+1.5xM8-z-x+for+White+Light-Emitting+Diodes.">Optical Properties of Blue-Emitting CexSi6-zAlz-xOz+1.5xM8-z-x for White Light-Emitting Diodes.</a> J. Electrochem. Soc. 157 (1), 50-54 (2010).</li><li>Xie, R. -. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoluminescence+of+Cerium-Doped+a-SiAlON+Materials.">Photoluminescence of Cerium-Doped a-SiAlON Materials.</a> J. Am. Ceram. Soc. 87 (7), 1368-1370 (2004).</li><li>Cho, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defects+and+luminescence+control+of+AlN+ceramic+by+Si-doping.">Defects and luminescence control of AlN ceramic by Si-doping.</a> Scripta Materialia. 110 (1), 109-112 (2016).</li><li>Itoh, S., Kimizuka, T., Tonegawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degradation+mechanism+for+low-voltage+cathodoluminescence+of+sulfide+phosphors.">Degradation mechanism for low-voltage cathodoluminescence of sulfide phosphors.</a> J. Electrochem. Soc. 136 (6), 1819-1823 (1989).</li><li>Swart, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+electron+stimulated+surface+chemical+reaction+mechanism+for+phosphor+degradation.">Review on electron stimulated surface chemical reaction mechanism for phosphor degradation.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 25 (4), 917-921 (2007).</li><li>Dierre, B., Yuan, X. L., Ueda, K., Sekiguchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+released+from+bulk+ZnO+single+crystals+investigated+by+time-of-flight+electron-stimulated+desorption.">Hydrogen released from bulk ZnO single crystals investigated by time-of-flight electron-stimulated desorption.</a> J. Appl. Phys. 108 (10), 104902 (2010).</li><li>Dierre, B., Yuan, X. L., Ohashi, N., Sekiguchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+specimen+preparation+on+the+cathodoluminescence+properties+of+ZnO+nanoparticles.">Effects of specimen preparation on the cathodoluminescence properties of ZnO nanoparticles.</a> J. Appl. Phys. 103 (8), 083551 (2008).</li><li>Xie, R. J., Hintzen, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Properties+of+(Oxy)Nitride+Materials:+A+Review.">Optical Properties of (Oxy)Nitride Materials: A Review.</a> J. Am. Ceram. Soc. 96 (3), 665-687 (2013).</li><li>Swart, H. C., Nagpure, I. M., Ntwaeaborwa, O. M., Fisher, G. L., Terblans, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+Eu+oxidation+states+in+a+doped+Sr5(PO4)3F+phosphor+by+TOF-SIMS+imaging.">Identification of Eu oxidation states in a doped Sr5(PO4)3F phosphor by TOF-SIMS imaging.</a> Opt. Express. 20 (15), 17119-17125 (2012).</li><li>Hirosaki, N., Takeda, T., Funahashi, S., Xie, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discovery+of+New+Nitridosilicate+Phosphors+for+Solid+State+Lighting+by+the+Single-Particle-Diagnosis+Approach.">Discovery of New Nitridosilicate Phosphors for Solid State Lighting by the Single-Particle-Diagnosis Approach.</a> Chem. Mater. 26 (14), 4280-4288 (2014).</li><li>Lim, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Correlation+between+Structural+and+Optical+Properties+of+III-V+Nitride+Nanowire+Heterostructures+with+Nanoscale+Resolution.">Direct Correlation between Structural and Optical Properties of III-V Nitride Nanowire Heterostructures with Nanoscale Resolution.</a> Nano Lett. 9 (11), 3940-3944 (2009).</li><li>Zagonel, L. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanometer+Scale+Spectral+Imaging+of+Quantum+Emitters+in+Nanowires+and+its+Correlation+to+Their+Atomically+Resolved+Structure.">Nanometer Scale Spectral Imaging of Quantum Emitters in Nanowires and its Correlation to Their Atomically Resolved Structure.</a> Nano Lett. 11 (2), 568-573 (2011).</li><li>Furamoto, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Novel+Optical+Fiber+System+for+Cathodoluminescence+Detection+in+High+Voltage+Transmission+Electron+Microscope.">Development of Novel Optical Fiber System for Cathodoluminescence Detection in High Voltage Transmission Electron Microscope.</a> Materials Transactions. 54 (5), 854-856 (2013).</li><li>Poelman, D., Smet, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+resolved+microscopic+cathodoluminescence+spectroscopy+for+phosphor+research.">Time resolved microscopic cathodoluminescence spectroscopy for phosphor research.</a> Physica B. 439, 35-40 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

من خلال هذه الأمثلة النموذجية على CL توصيف منخفضة الطاقة على الفسفور Sialon، لقد أظهرنا كيف تقنية قوية وسريعة لتحقيق الفسفور يمكن أن يكون. عن طريق قياس القياسات CL ورسم الخرائط المحلية، والاستفادة من المرونة في إعداد العينات والجمع CL مع تقنيات أخرى، يمكننا أن نعزو بدقة أكبر أصول التلألؤ، وتوضيح آليات النمو وتحديد الفسفور أكثر ملائمة للتطبيقات. هذه النتائج قابلة للتحقيق ويرجع ذلك أساسا إلى إدخال تحسينات على المجاهر الإلكترونية وكاشفات ضوئية، مما يعزز وقت جمع القياس، وحساسية ودقة مكانية. كلا الفسفور Sialon والحقول CL لا تقتصر بطبيعة الحال على الجوانب الواردة في هذه الورقة. في ما يلي، من أجل توسيع النقاش، ونحن نذهب لمناقشة أكثر قليلا حول كل منها على حدة. في حالة سالفسفور و Sialon، مع متفوقة التلألؤ والاستقرار ممتلكاتهم، ويجري أكثر وأكثر استخداما لتطبيقات الإضاءة. ومع ذلك، فإنها أيضا عرض مثيرة جدا للاهتمام الميكانيكية والحرارية، والمغناطيسية، الموصلية الفائقة الأدوات الكهربائية والإلكترونية، والخصائص البصرية، والتي يمكن ضبطها عن طريق تغيير تركيبتها. وبالتالي، فهي موجودة أيضا في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل الطلاء antireflection، وامتصاص الطاقة الشمسية، والمرايا الحرارة، أصباغ ملونة، يحركها الضوء المرئي photocatalysts، نوافذ شفافة والدروع، أو تحقيقات الفلورسنت للتصوير الطبية الحيوية 29. يمكننا أن نتوقع أنهم ذاهبون للعب أدوار حاسمة في كثير من جوانب الطاقة والمتصلة بالبيئة، مثل حصاد بكفاءة الطاقة الشمسية، وتحقيق اقتصاد الهيدروجين، والحد من التلوث البيئي، وتوفير موارد الطبيعية، وما إلى ذلك، هناك الكثير من العمل لا تزال هناك حاجة إلى مواصلة تحسين خواصها وتخفيض تكلفة إنتاجها، مثل decreasing درجة الحرارة تلبد أو الحد من استخدام أيونات الأرضية النادرة. ويمكن تحقيق ذلك من خلال إيجاد الفسفور Sialon جديدة، وتوضيح دور الظروف التكوين والنمو على الخصائص. ولقد رأينا أن CL يمكن أن تلعب دورا هاما في تحقيق هذه الأهداف. ولكن، قد كشفت عن أساليب جديدة الأخيرة أيضا احتمالات واعدة جدا. اثنان من هذه الطرق هي الوقت من الطيران أيون الثانوية الطيف الكتلي (TOF-سيمز) وجسيم واحد التشخيص. TOF-سيمز غير قادرة على حل مكانيا الطيف الكتلي كامل مع ذات حساسية عالية، والتي تمكن ليس فقط الكشف عن الأنواع المعرضة للمستوى التتبع ولكن أيضا الاختلافات في حالة الأكسدة 31. يتكون التشخيص جسيم واحد في العلاج من الجسيمات الانارة الفردية في خليط معقد كما الكريستال واحد صغير، وللتحقيق في الخصائص البصرية والهيكلية عن طريق فائقة الدقة واحدة من الكريستال حيود الأشعة السينية ومضان جسيم واحد 31. <pالطبقة = &quot;jove_content&quot;&gt; أما بالنسبة CL توصيف منخفضة الطاقة، في هذه الورقة، وركزنا بشكل أساسي على استخدام CL لفوسفورات Sialon، في حين CL يمكن أن تستخدم أيضا لمواد أخرى، مثل أشباه الموصلات والنانو والمواد العضوية، والسيراميك. من ناحية أخرى، على الرغم من CL هو أسلوب لا تقدر بثمن لتوصيف نوعية المواد الضوئية، فإنه يدفع أيضا بعض التحذيرات لقياس الكمي. في الواقع، تعتمد النتائج CL ليس فقط على الطاقة الظروف الإثارة، شعاع الحالية والإلكترون، ولكن أيضا على كمية من المواد التحقيق 25. وبالتالي، اختلاف ضئيل من هذه المعايير قد تتغير بشكل كبير من شدة CL. وبالإضافة إلى ذلك، شعاع الإلكترون تشعيع قد يزيد من إمكانية تلف العينات. فقد تحدث تغييرا جذريا في شدة، أو حث على إنشاء / تفعيل مراكز التلألؤ الجديدة، والتي قد تؤثر على مصداقية القياسات CL الكمية. تطوير CL في المواد تشاكان racterization وسوف تكون ذات صلة بقوة إلى التحسينات في المجهر الإلكترون الحزم وكاشفات ضوئية. وبالتالي، فمن الممكن الآن لأداء تيم. انها تسمح ارتفاع القرار المكانية والملاحظة المباشرة للتغيير التلألؤ في الموقع ملاحظة تغيير التلألؤ ترافق مع تغيير المجهرية الناتجة عن شعاع الإلكترون التشريد الذري الناجم، على سبيل المثال 32-34. وعلاوة على ذلك، مع إضافة شعاع فتورا في العمود متزامنة مع كاشف الضوئي، وهي متوفرة الآن لاستخدام شعاع الإلكترون في وضع النبض، والذي يتيح تنفيذ القياسات الشخصي تسوس إلى مجهر الكتروني 35. أنه قد يظن أيضا أن استخدام نابض تشعيع شعاع الإلكترون قد يقلل من شعاع الإلكترون الناجم عن الأضرار، التي من شأنها تحسين موثوقية القياسات الكمية والمساعدة في توصيف المواد الحساسة شعاع الإلكترون. هذه الأمثلة توضح كيف 2 تحليل CL قد تتحسن في المستقبل. &lt;/ P&gt;

في الآونة الأخيرة، ويكرس المزيد والمزيد من الاهتمام للقضايا البيئية، وبخاصة إنتاج الطاقة واستهلاكها. للإجابة على هذه الاحتياجات المجتمع، ويجب أن يكون إنتاج الطاقة &quot;أكثر اخضرارا&quot; وهذا يعني، والحد من استهلاك الطاقة من المصادر التقليدية أو تطوير مواد جديدة صديقة للبيئة. قد حصلت على الثنائيات الباعثة للضوء (المصابيح) ويعرض الانبعاثات الميدان (البنك الفدرالي الأمريكي) اهتماما كبيرا نظرا لالاكتناز، وتحسين الأداء، وانخفاض استهلاك الطاقة مقارنة مع شاشات العرض الفعلية، مثل الزئبق الغاز تصريف الإضاءة الفلورسنت أو شاشات البلازما 1-5. العامل الرئيسي لمصدر ضوء LED وFED هو الفوسفور عالية الكفاءة. الأرضية النادرة الفسفور مخدر هي مواد غير عضوية تتكون من شعرية المضيفة ومواد إشابة الأرضية النادرة، والتي يمكن أن تنبعث من الضوء تحت الإثارة من الفوتونات (الأشعة فوق البنفسجية (UV)، الضوء الأزرق) والإلكترونات (شعاع الإلكترون) أو الحقل الكهربائي. متطلبات الفسفورات عالية الكفاءة هي: 1) CONVER عاليةكفاءة سيون مع مصادر الإثارة مختلفة؛ 2) الاستقرار جيدة مع تبريد الحراري المنخفض. 3) عالية النقاء اللون مع كامل لون التكاثر. ومع ذلك، سوى عدد محدود جدا من الفسفور يمكن أن تلبي في الوقت الحاضر الحد الأدنى من المتطلبات. حاليا تستخدم الفسفور القائم على أكسيد لها امتصاص منخفضة في الطيف المرئي للضوء، في حين أن تلك القائمة على كبريتيد لها بثبات الحرارية المنخفضة الكيميائية و. وعلاوة على ذلك، فإنها تظهر تدهور تحت الإلكترونات أو الجو المحيط، الأمر الذي يحد من عمر الجهاز. منذ نقاء اللون وكفاءة محدودة، فإنه يجعل من الصعب استخدامها لتحقيق ملونة عالية أجهزة الانارة جعل مؤشر (CRI). ونتيجة لذلك، لا بد من استكشاف الفسفور جديدة. تعتبر الأرضية النادرة مخدر نيتريد وoxynitride (Sialon) فوسفورات كمرشحين جيد مع الاستقرار الحرارية والكيميائية المتميز على أساس مستقرة هياكل الرابطة الكيميائية. التحول ستوكس يصبح أصغر في لوس انجليس قويttice وأنه يؤدي إلى كفاءة تحويل عالية والتبريد الحراري صغيرة من الفسفور 6-9. بشكل عام، ويعزى التلألؤ من أيونات الأرضية النادرة ثنائي التكافؤ، مثل الاتحاد الأوروبي 2+ أو الإيتيربيوم 2+، وسي 3+ إلى التحولات الإلكترونية 5D-4F، ويتكون من شريحة واسعة مع موقف ذروة متفاوتة مع شعرية المضيفة بسبب إلى التفاعل القوي بين المدارات 5D ومجال وضوح الشمس. نظرا لخصائصها، ويتم الحصول على الطول الموجي الانضباطي التلألؤ عن طريق تغيير الطبيعة الكيميائية للأيونات الأرضية النادرة وتركزها في شعرية المضيف (الشكل 1). وهكذا، الفسفور Sialon يمكن استخدامها لتحقيق CRI عالية بيضاء الصمام باستخدام نظام الفسفوري الأزرق والأخضر والأحمر والتطبيقات في الأشعة فوق البنفسجية البنك الفدرالي الأمريكي. على الرغم من أن الفسفور Sialon هي مواد واعدة، والكثير من العمل مثل إيجاد هياكل جديدة وخفض تكلفة الإنتاج لا تزال هناك حاجة. وعلاوة على ذلك، نظرا للصعوبات من حيث تعظيم الاستفادة من الخطيئةشروط tering، الفسفور Sialon غالبا ما تحتوي على مراحل الثانوية 18-20. التحقيق في مثل هذه الهياكل محلية مهم لفهم آلية تلبد وتحسين الظروف تلبد، وذلك لتحسين الخصائص البصرية من الفسفور Sialon. هذه الأهداف يمكن تحقيقها عن طريق cathodoluminescence منخفضة الطاقة (CL) تقنية. CL هو ظاهرة في الالكترونات التي اضاءة على مادة الانارة تتسبب في انبعاث الفوتونات. وخلافا لمعان ضوئي (PL)، التي يسببها فوتون، ومنطقة الإثارة عادة في ترتيب ملليمتر والإثارات انتقائية تعزيز عمليات انبعاث معينة، يثير شعاع الإلكترون في مقياس متناهي الصغر وينشط جميع الآليات التألق الحالية في المواد ، والتي قد تسمح للكشف عن المراحل المختلفة مع مختلف خصائص التلألؤ 10-12. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للإلكترونات الحادث تولد ليس فقط إشارة CLولكن أيضا إشارات مختلفة، مثل الإلكترون ينعكس، أوجيه أو الأشعة السينية، والتي توفر معلومات مختلفة على المواد. وهكذا، يمكن أيضا الحصول على الخصائص الكهربائية الهيكلية والكيميائية و. الجمع بين هذه التقنيات مع نتائج CL في فهم أفضل لأصل الهياكل المترجمة من الفسفور Sialon 14-20. التحقيقات CL لا يمكن أن يؤديها من خلال أنواع مختلفة من مصادر شعاع الإلكترون 13. في الوقت الحاضر، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) هو النظام الأكثر شيوعا لإجراء قياسات CL. في ما يلي، ونحن نذهب لمناقشة أساسا هذا النظام. كما رأينا في الشكل. 2، يتم تنفيذ القياسات CL باستخدام مصدر الإلكترون (SEM)، جامع الفاتح (الألياف الضوئية ومستوحد اللون) ونظام الكشف. ويتكون نظام الكشف عن الجهاز المسؤول عن جانب (CCD) وأنبوب مضخم (PMT)، والتي هي لوضع كشف مواز وطريقة الكشف عن المسلسل، على التوالي.بشكل عام، يتم ضبط الضوء التي تم جمعها من عينة عن طريق شق ثم فرقت صريف مستوحد اللون. عندما فرقت ضوء جمعها من العينة على اتفاقية مكافحة التصحر (وضع الكشف الموازية)، تم الكشف عن كل الطول الموجي الانبعاثات في وقت واحد. عند تحديد طول موجي محدد من الضوء تفرقهم شق (وضع الكشف عن المسلسل)، يتم تسجيل شدة من قبل PMT لتشكيل الصور أحادية اللون. في هذه الورقة، ونحن أساسا تسليط الضوء على استخدام CL المنخفض للطاقة لتوصيف الفسفورات Sialon، تمثيلي، سي مخدر ن. 14، 22، مخدر كاليفورنيا (لوس انجليس، م) شركة (سي 6 زي آل ض) ( N 10-Z يا ض) (ض ~ 1) (حركة العدل والمساواة) 15، سي / الاتحاد الأوروبي مخدر ن. 16 و 17 و سي مخدر لا 5 سي 3 O 12 N المواد. عبر طريقة تلميع قطاعات باستخدام شعاع الأرجون أيون (طريقة CP) هو وسيلة مفيدة لمراقبة الهياكل الطبقات، وذلك بسبب مساحتها أوسع تلميع مع أقل الأضرار السطحية. هذاوقد تم تنفيذ لإجراء تحقيق في هيكل محلي من الفسفور. سيتم توضيح أيضا ارتباط CL مع التقنيات المعتمدة الإلكترون الأخرى وتحقيق الاستقرار التلألؤ.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1020">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">SEM</td>
			<td style="width:199px;">Hitachi</td>
			<td style="width:257px;">S4300</td>
			<td style="width:191px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Triple-grating monochromator</td>
			<td style="width:199px;">Horiba Jobin-Yvon</td>
			<td style="width:257px;">Triax 320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Photomultiplier</td>
			<td style="width:199px;">Hamamatsu</td>
			<td style="width:257px;">R943-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Charge-coupled device with 2048 channels</td>
			<td style="width:199px;">Horiba Jobin-Yvon&#160;</td>
			<td style="width:257px;">Spectrum One</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;">Gas-pressure sintering furnace with a graphite heater&#160;</td>
			<td style="width:199px;">Fujidempa Kogyo Co. Ltd.</td>
			<td style="width:257px;">FVPHR-R-10, FRET-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Silicone mold&#160;</td>
			<td style="width:199px;">LADD</td>
			<td style="width:257px;">21780</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ar-ion cross-section polisher</td>
			<td style="width:199px;">JEOL</td>
			<td style="width:257px;">SM-09010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EDS</td>
			<td>BRUKER</td>
			<td>Xflash6/100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:373px;">Resins</td>
			<td style="width:199px;">JEOL</td>
			<td>Part No 780028520</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

low-energy cathodoluminescence for (oxy)nitride phosphors

نيتريد وoxynitride (Sialon) فوسفورات مرشحون جيد للأشعة فوق البنفسجية والتطبيقات الانبعاثات مرئية. عالية الأداء، والاستقرار جيدة والمرونة من خصائص الانبعاثات يمكن أن يتحقق من خلال التحكم في تكوينها ومواد إشابة. ومع ذلك، هناك الكثير من العمل ما زال مطلوبا لتحسين خواصها ولخفض تكلفة الإنتاج. نهج ممكن هو ربط خصائص التلألؤ من الجسيمات Sialon مع البيئة الهيكلية والكيميائية المحلية من أجل تحسين صفات النمو وإيجاد الفسفور جديدة. لهذا الغرض، وcathodoluminescence ذات الجهد المنخفض (CL) المجهري هو أسلوب قوية. استخدام الإلكترونات كمصدر الإثارة يسمح اكتشاف معظم المراكز التلألؤ، وكشف عن توزيع التلألؤ على مكانيا وفي العمق، مقارنة مباشرة النتائج CL مع التقنيات الأخرى التي تعتمد على الإلكترون، وتحقق استقرار خصائص التلألؤ في ظل الواحدريس. وسيتم إبراز هذه المزايا لتوصيف الفسفوري من خلال أمثلة من التحقيق في العديد من الفسفور Sialon التي كتبها منخفضة الطاقة CL.

Watch this Scientific Journal Video about Low-energy Cathodoluminescence for OxyNitride Phosphors at JoVE.com

Low-energy Cathodoluminescence for OxyNitride Phosphors

وبثبات الكيميائية والتلألؤ ممتازة من الفسفور (أوكسي) نيتريد تقدم على أنها بديل واعد لالمستخدمة حاليا كبريتيد وأكسيد الفسفور. في هذه الورقة، نقدم طريقة لتحقيق خصائصه التلألؤ المحلية باستخدام cathodoluminescence منخفضة الطاقة (CL).

Cathodoluminescence منخفضة الطاقة ل(أوكسي) الليومينيوفورات نتريد

Nitride and oxynitride (Sialon) phosphors are good candidates for the ultraviolet and visible emission applications. High performance, good stability and ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Low-energy Cathodoluminescence for (Oxy)Nitride Phosphors

Fabricating Nanogaps by Nanoskiving

افتعال Nanogaps بواسطة Nanoskiving

There are several methods of fabricating nanogaps with controlled spacings, but the precise control over the sub-nanometer spacing between two ...

Gyroid Nickel Nanostructures from Diblock Copolymer Supramolecules

Gyroid النيكل النانو من Diblock كوبوليمر Supramolecules

Nanoporous metal foams possess a unique combination of properties - they are catalytically active, thermally and electrically conductive, and furthermore, ...

Covalent Binding of BMP-2 on Surfaces Using a Self-assembled Monolayer Approach

التساهمية تجليد BMP-2 على السطوح باستخدام نهج أحادي الطبقة تجميعها الذاتي

Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) is a growth factor embedded in the extracellular matrix of bone tissue. BMP-2 acts as trigger of mesenchymal cell ...

Au-Interaction of Slp1 Polymers and Monolayer from Lysinibacillus sphaericus JG-B53 - QCM-D, ICP-MS and AFM as Tools for Biomolecule-metal Studies

Au-Interaction of Slp1 Polymers and Monolayer from Lysinibacillus sphaericus JG-B53 - QCM-D, ICP-MS and AFM as Tools for Biomolecule-metal Studies

أو-تفاعل Slp1 البوليمرات واحد رقائق من<em&gt; Lysinibacillus كروي</em&gt; JG-B53 - QCM-D، ICP-MS وAFM كأدوات للدراسات جزيء حيوي المعادن

In this publication the gold sorption behavior of surface layer (S-layer) proteins (Slp1) of Lysinibacillus sphaericus JG-B53 is described. These ...

Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

توليف الكادميوم خالية من البرنامج النووي العراقي / ZnS الكم النقاط مناسبة للتطبيقات الطبية الحيوية

Fluorescent nanocrystals, specifically quantum dots, have been a useful tool for many biomedical applications. For successful use in biological systems, ...

X-ray Powder Diffraction in Conservation Science: Towards Routine Crystal Structure Determination of Corrosion Products on Heritage Art Objects

حيود الأشعة السينية مسحوق في علوم الحفظ: نحو روتيني البنية البلورية تحديد التآكل المنتجات على كائنات التراث الفن

The crystal structure determination and refinement process of corrosion products on historic art objects using laboratory high-resolution X-ray powder ...

Direct Imaging of Laser-driven Ultrafast Molecular Rotation

التصوير المباشر مدفوعة الليزر فائق السرعة الجزيئية دوران

We present a method for visualizing laser-induced, ultrafast molecular rotational wave packet dynamics. We have developed a new 2-dimensional Coulomb ...

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

التحكم في فوتوريدوكس افتتاح الدائري البلمرة من س-كاربوكسيانهيدريديس توسط مجمعات ني/الزنك

Here, we describe an effective protocol that combines photoredox Ni/Ir catalysis with the use of a Zn-alkoxide for efficient ring-opening polymerization, ...

Chemical Synthesis of Porous Barium Titanate Thin Film and Thermal Stabilization of Ferroelectric Phase by Porosity-Induced Strain

التوليف الكيميائي الفيلم رقيقة تيتانات باريوم المسامية والاستقرار الحراري للمرحلة فيرويليكتريك من الإجهاد الناجم عن المسامية

Barium titanate (BaTiO3, hereafter BT) is an established ferroelectric material first discovered in the 1940s and still widely used because of its ...

Luminescence Lifetime Imaging of O2 with a Frequency-Domain-Based Camera System

Luminescence Lifetime Imaging of O2 with a Frequency-Domain-Based Camera System

التلالؤ التصوير مدي الحياة من O2 مع تردد-نظام الكاميرا المستندة إلى المجال

We describe a method to image dissolved oxygen (O2), in 2D at high spatial (&#60; 50-100 &#181;m) and temporal (&#60; 10 s) resolution. The method employs ...