Catodoluminiscencia

La catodoluminiscencia  es un fenómeno físico que consiste en el resplandor ( luminiscencia ) de una sustancia irradiada por electrones rápidos (rayos catódicos). Es uno de los muchos procesos que acompañan al bombardeo de la materia por parte de los electrones.

Física del fenómeno

Un electrón que se mueve rápidamente en la materia sufre interacciones elásticas e inelásticas. Como resultado de interacciones inelásticas (interacciones con un cambio en la energía de los electrones), surgen los siguientes:

• emisión de electrones secundarios
• Emisión de electrones de barrena
• vibraciones reticulares ( fonones )
• oscilaciones electrónicas ( plasmones )
• emisión continua de rayos x
• radiación de rayos x característica
• pares electrón-hueco y catodoluminiscencia

La catodoluminiscencia , al igual que otros tipos de luminiscencia , puede ser el resultado de la recombinación de pares electrón-hueco, transiciones intracentro , transiciones entre niveles defectuosos , etc. En este caso, la razón de la existencia de estados excitados en una sustancia (directa o indirecta) es el bombardeo de electrones.

Espectros de catodoluminiscencia

Cuando un haz de electrones interactúa con una sustancia, se realizan casi todos los estados electrónicos posibles. Esto se debe al hecho de que la energía de los electrones del haz es mucho mayor (1 ÷ 1000 k eV ) que la banda prohibida de la sustancia (hasta 15 eV). Como resultado, los espectros de catodoluminiscencia son mucho más ricos que los espectros de, por ejemplo, la fotoluminiscencia . La capacidad de cambiar la intensidad de la irradiación de una sustancia con electrones en un amplio rango permite lograr efectos de saturación, lo que no siempre es posible cuando se bombea con luz ( fotoexcitación ) o se excitan los estados electrónicos de una sustancia de otra manera. .

Aplicación

El principio de funcionamiento de los indicadores de segmento (por ejemplo, IV-2, IV-3), un tubo de rayos catódicos ( CRT ) se basa en el fenómeno de la catodoluminiscencia . Hasta hace poco, los CRT eran la parte principal de los osciloscopios , televisores y monitores.

El estudio de la catodoluminiscencia de una sustancia puede ser una poderosa fuente de información sobre sus propiedades.

Enlaces

• [bse.sci-lib.com/article059955.html Catodoluminiscencia en la Gran Enciclopedia Soviética]
• "La catodoluminiscencia local y sus posibilidades para estudiar la estructura de bandas de los sólidos" (G. V. Spivak, V. I. Petrov, M. K. Antoshina, Lomonosov Moscow State University, Moscú, 1986)