阴极发光

长期以来阴极发光成像是地质研究的有力工具。最新的技术说明（technical note）为您讲解大面积高光谱阴极发光成像的采集模式。大面积（large area）光谱采集模式主要用于面积较大标本的阴极发光成像，例如锆石和其他矿物。为了达到大面积阴极发光成像，特地调整光学模组中的光学器件，故意使狭缝平面中的CL焦点散焦。通过这一技术，我们就可以均匀地收集到较大阴极发光视场（FOV），视场大约~300× 200μ m2。通过调整狭缝宽度，平衡高效率（HE）和视野大小（与正常CL采集相比）

扫描或扫描透射式电子显微镜（SEM 或 STEM）中的阴极发光是一种独特的工具，可描绘材料的成分以及光学和电子特性，然后将其与微纳米或亚纳米级的形态、显微结构、成分和化学特性相关联。

斯坦福大学与荷兰AMOLF Polman教授课题组采用纳米光学技术在光伏结构设计应用， 利用阴极发光实现纳米尺度光学3D重构。文章发表在nature nanotechnology杂志。视频简要介绍其中的机理。

充分利用SEM的高空间分辨率， 结合阴极发光对材料的官能表征， 实现纳米级光学性能和材料结构表征。 ARC（angle resolved cathodoluminescence）由FOM Institute of AMOLF的Albert Polman group 创新研发， 获得2014年MRS创新大奖。 后由荷兰Delmic公司重新设计并商用，它是一套高性能的阴极荧光检测系统。凭借独特的高精度镜面，SPARC开辟了新的研究途径，如电子束引起的纳米光子学。灵敏度和易用性，SPARC帮助科学家推动阴极荧光到更多和更高阶应用。

在扫描电镜、电子探针分析领域里，利用阴极发光技术研究晶态材料和矿物中的晶体缺陷、杂质元素的存在形式,矿物成因和矿物中微量元素的地球化学作用以及矿物在不同地质环境下的某些标型特征等问题,是一种很有潜力的矿物学研究方法,已经在材料科学、矿物学、岩石学、地球化学以及矿床学等学科中取得了很大的成就。

由于其与大批量硅晶圆厂的兼容性，GaN-on-Si技术平台可以大规模生产体积大且性能优越的硅晶圆而减小成本，使这项技术真正改变了游戏规则并用于汽车领域。阴极发光是其中半导体物理中使用的关键技术。它能够提供III-V薄膜材料的空间表征分辨率从而开辟出广阔的研究领域。

20世纪下半叶见证了半导体量子结构的出现，这是由于半导体量子结构在发光方面的卓越性能。将维数降为点状量子点(QDs)，量子点与原子表现出有趣的相似之处，人们付出了巨大的努力来评估它们的性质。考虑到光和纳米线之间的强相互作用，嵌入在被称为纳米线(NWs)的丝状晶体中的量子点的生长变得相关。NWs中的量子点尤其有望成为量子技术的关键要素，如量子通信和密码学。然而，量子点(约5-10 nm)和量子点的维数都降低了(直径约100 - 200nm)会使量子点性质的测量变得非常复杂。特别是，由于衍射的限制，很难用全光学测量来评估紧密放置点之间的绝对量子点位置和分辨率。

卤化物钙钛矿已成为下一代光电应用(如太阳能电池和发光二极管)的特殊候选者。钙钛矿薄膜在微观和纳米尺度上具有非均质性。对纳米尺度的理解是开发和改进这些新型材料的基础。CL允许在高空间分辨率下探测材料的特性。然而，这些软半导体对电子束损伤非常敏感，这主要阻碍了CL的使用。

目的 应用发光细菌法，选用 81.9%低毒性测试模式，分析饮用水的综合毒性。 方法 通过各种模拟实验，建立生活饮用水的模拟生物毒理性基线以及分析对发光菌试验的影响因素，说明在饮用水应急性毒性检测中的应用价值。 结果 建立某地区水质生物毒理性基线为-11.0% -18.4%, 作为水质综合毒性判断依据；发光菌发光影响因素实验表明，pH值、色度、浑浊度、余氯等因素对发光菌发光有抑制作用，需要在测试之前对水样进行预处理。 结论 通过建立生物 毒理性基线，发光细菌法可以快速地判定水样的毒性强弱，可作为监测水质突发性污染事故及水质突变的应急方法。

原子吸收光谱分析（AAS）：空心阴极灯在原子吸收光谱分析中扮演着核心角色。每个元素都有其特定的谱线，当样品中的元素被原子化后，通过空心阴极灯发射的光谱线与样品中元素发射的谱线相互作用。如果两者谱线匹配，就会发生光吸收。通过测量吸收的光强度，可以确定样品中元素的浓度。

空心阴极灯是一种特殊的低压放电现象，在阴阳两极之间加以300~500V的电压，这样两极之间形成一个电场，电子在电场中运动，并与周围充入的惰性气体分子发生碰撞, 使这些惰性气体电离。气体中的正离子高速移向阴极，阴极在高速离子碰撞的过程中溅射出阴极元素的基态原子，这些基态原子与周围的的离子发生碰撞被激发到激发态，这些被激发的高能态原子在返回基态的过程中会发射出该元素的特征谱线 。

为了使光电(PV)发电提供世界能源需求的很大一部分，必须降低每瓦特产生的面板成本。低成本、高容量光伏发电的最佳前景是薄膜无机化合物，包括CdTe和Cu (In, Ga) Se2 (CIGS)。两种材料目前占太阳能电池板销量的20%，由于与硅相比有以下优势，这一比例可能会增加:1、这些材料的直接带隙意味着与100-400 μm的Si相比，所需的材料厚度大大减少，为2-5 μm。2、这种减少的厚度导致大大降低了对太阳能吸收器晶体质量的要求，它为更广泛的可能生产路线打开了大门 降低成本，提高产量。

对二次盐水中碘离子的测定方法进行了深一步的研究，详细地介绍了利用阴极溶出伏安和标准加入法测定二次盐水中的碘离子测定，并首次提出了利用在检测样品溶液中通高纯氮气消除了溶解氧对阴极溶出氧化还原电位的影响，并对标准加入法和标准曲线法在阴极溶出伏安法测定二次盐水中碘离子进行了比较。

空心阴极灯是一种特殊形式的低压气体放电光源，放电集中于阴极空腔内。当在两极之间施加200V-500V电压时，便产生辉光放电。在电场作用下，电子在飞向阳极的途中，与载气原子碰撞并使之电离，放出二次电子，使电子与正离子数目增加，以维持放电。

由于每种材料的能带间隙，因掺杂等因素引起的同种材料的能级变化也有差异，因此CL可以显示材料成分及结构特征。CL主要应用于半导体、矿物、陶瓷、高分子等发光材料的发光特性，杂质或缺陷分布的研究。

The new white paper, which demonstrates the possibilities of studying alluvial sapphires from Australia with cathodoluminescence (CL) imaging. This research shows how cathodoluminescence can help to assess crystallisation histories of the precious gemstones and underlying causes for luminescence. While being used for a wide range of geological application, including sedimentary petrology, igneous petrology, metamorphic petrology, crystal growth, and gemstone identification, cathodoluminescence is not a common technique to study natural sapphires. However, it is used on zircons frequently to see zircon growth crystallisation, and due to the color zonation in some sapphires, hyperspectral cathodoluminescence was used (together with laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry) to examine zonation and trace element defects to understand the conditions of sapphire formation.The CL measurements for this research were performed with the SPARC, a cathodoluminescence detector, which was mounted on FEG scanning electron microscope (SEM) from Thermo Fisher Scientific/FEI. The results illustrate a strong correlation between color, trace element concentrations, and spectral CL measurements of sapphires.

有机太阳能电池（OSCs）近年来在光伏领域备受关注，其低成本、轻薄柔性和可大面积制备的优势，使其在建筑一体化、柔性电子等领域具有巨大的应用潜力。然而，有机太阳能电池的效率和稳定性仍然面临挑战，其中一个关键问题是阴极界面层（CIL）的性能限制。在最近发表在《先进能源材料》期刊上的重要研究中，由深圳职业技术大学胡汉林教授、香港理工大学李刚教授以及河南科技学院张万庆教授等共同领导的团队，揭示了一种利用多酚化合物改善有机太阳能电池阴极界面层的突破性策略，成功提升了有机太阳能电池的效率和稳定性，为推动有机太阳能电池的应用发展迈出了重要一步。

快速模拟量光电倍增管PMT检测，可用于大规模快速成像。对于大面积样品快速检测，非常适合地质领域的应用

?由于较高的饱和剂量，其年龄范围比光释光法大?钾长石内部剂量率降低了对外部剂量率和水分含量的依赖?可能会遭受异常信号丢失，导致年龄低估?后红外红外发光技术(p-IRIR)可以确定中更新世沉积物的年代

（参照中国药典） 测试样品：0.18mg/ml 银杏内酯 A 0.08mg/ml 银杏内酯 B 0.1mg/ml 银杏内酯 C 0.2mg/ml 银杏内酯 色谱柱：kromasil C18(120A,5µ ,4.6x250mm) 流动相：甲醇:四氢呋喃:水 =25:10:65 流速：1ml/min 蒸发光检测器: Sanotac ELSD 6000 漂移管温度: 50 度 气体流速：3L/min 进样量：20µ l

史教授团队将CsCu2I3薄膜作为发光层，进一步制备出基于无铅铜基卤化物薄膜的电致发光 LED 。然后利用HORIBA 荧光仪器对LED器件进行发光效率检测

现场检测中，通过对水体进行发光细菌急性毒性检测，快速判定水体的综合毒性和污染量级，起到早期预警作用。文章介绍了DeltaTox 毒性仪及其工作原理和方法、毒性参照物实验和比对实验等内容。仪器通过高敏感度分析仪（光度计）测试发光细菌与水样混合后的光强度，并与空白实验的光强度比较，根据实验前后样本发光强度的变化得到光损失或光增益的百分比，该检测耗时短，操作简便，敏感度高，适用于现场检测或突发性污染事故的应急监测。

阴极保护是对地下金属管网的稳定运行是非常重要的，无论是输水、输油和输气管线，一般均需要采用外加电流或者牺牲阳极进行保护，并必须确保保护电位在全寿命期均符合设计要求。对于外加电流的阴极保护系统，整流器或恒电位仪的输出电压、输出电流也必须始终受到监控，以确保设备不会因为意外而造成被保护管线的严重伤害；此外对于高阻体系，新的标准还要求通过瞬间断电法来测量管线的真实保护电位，对要外电场干扰严重的区域，还必须对杂散电流进行准确测量。

利用发光细菌测定光损失，用生物急性毒性的检测原理，来判断水中的污染物毒性大小，成本低、一致性好、无二次污染输。可广泛应用于饮用水安全保障、湖泊流域水源地水质综合评价、重大水污染事件预警等领域。

近中红外光广泛应用于光纤通信、医疗、遥感探测、说环境监控等应用领域，高效、稳定、紧凑的近中红外光光源是这些应用得以实施的基础。近中红外发光玻璃是制备近中红外光光源的核心材料，但是玻璃中含有的羟基是近中红外发光的淬灭中心与光吸收损耗的主要原因。怎样降低玻璃中的羟基含量成为提升近中红外发光玻璃的发光效率并降低光吸收损耗的重要方法。利用鼓泡法向玻璃液中通入去羟基试剂是目前降低玻璃中羟基含量的主要方法，但这种方法并不适合于所有基质玻璃材料，如掺铋发光玻璃、硫氧化物玻璃等，所以研究开发新的去羟基方法有利于开发新的近中红外发光材料，并开拓近中红外光的应用领域。

对于光伏(PV)和薄膜电池(TFB)来说，要在成本上与化石燃料和传统电池竞争，高制造成品率至关重要。CdTe/CdS和CdS/CIGS光伏器件的CdS层以及tbs的LiPON层的针孔导致良率损失和性能降低。扫描电镜（SEM）平面视图分析没有深度分辨率来确定孔是否完全穿透一层。

锆石中的微量元素能够提供其形成环境、母浆岩的起源及成分演变，而通过阴极荧光图像中正好可以观察到由这些微量元素造成振荡环带结构。TESCAN的Rainbow CL可以同时呈现彩色和全色CL图像。

由于ZnO具有宽的直接带隙(3,37 eV)、大的激子结合能(60 meV)以及优异的光学、压电和光电性能等特性，越来越多的应用领域认识到这种材料所带来的好处，特别是在涉及半导体、压电、光电和微纳米级高柔性机械性能的应用中，ZnO微/纳米线通常是许多领域的首选材料。

自发射Micro-LED显示器仍然是一种昂贵且特定的解决方案，这是由于难以生产具有数百万像素、没有未激活LED以及将多种颜色集成到一个背板上的显示器。通过利用CL成像，可以可靠地预测由于干蚀刻相关的损坏而导致单个像素或LED在EL下变得不活跃的Micro-LED短路缺陷。PL成像可以从可能阻碍进一步制造工艺步骤的蚀刻工艺中识别再沉积的InGaN。PL成像无法识别导致LED短路的蚀刻相关损伤。通过CL成像和亮度测量可以简单地识别额外的布线和接触缺陷。CL的这两种方法是快速和无损的测量，为微型LED显示器提供保真度信息。

锆石，自然界的普通副产物，广泛分布于各类沉积岩、变质岩和火成岩中，由于含有丰富微量和痕量元素，且保留原始的化学和同位素比值等信息，使其在地质科学研究中占有重要地位。 锆石矿物无论内部结构和化学成分还是外部形态都对地质环境变化非常敏感，例如不岩浆和变质结晶作用等等携带了大量的地质历史信息。电子束下对锆石、方解石、独居石、白钨矿、锡石、石英等矿物进行阴极荧光（CL）的综合研究是现在最具优势的研究方法。扫描电镜以其独有的二次电子像、背散射电子像、阴极荧光图像同时获得的优势，在锆石研究中优势明显。