Técnicas de análisis: Catodoluminiscencia

Como es una de las técnicas que más empleo, me he decidido a contar un poco como funciona esta técnica... ya que en breve quiero publicar en el blog los resultados que voy obteniendo y me gustaría que mis sufridos amigos que me visitan de cuando en cuando tengan una breve referencia de cómo funcionan las técnicas que aplico. Es muy sencillo:

La catodoluminiscencia es un fenómeno por el que un haz de electrones impacta en un material "luminiscente", causando que éste emita luz visible... el ejemplo más común de esto es el funcionamiento de las pantallas de televisión antiguas. En mi caso, la catodoluminiscencia ocurre cuando un haz de electrones de alta energía incide sobre un semiconductor, lo que resulta en la promoción de electrones de la banda de valencia a la de conducción, dejando atrás un "hueco". Cuando un electrón y un hueco se recombinan (se aniquilan) es posible que se emita un fotón, la energía (color) de ese fotón y la posibilidad de que se emita un fotón (que es luz, y no un fonón, que es una vibración de las partículas colindantes) depende del material, su pureza y sus defectos.

En mi caso, el haz de electrones barre una determinada zona de la muestra (o bien hago medidas puntuales) y recolecto los fotones emitidos desviándolos mediante un espejo hacia un sistema de colección, siguiendo el esquema mostrado en la figura de abajo.

Por lo tanto, lo que haremos con esta técnica es recoger los fotones emitidos por la muestra cuando se le hace incidir un haz de electrones de alta energía. Fácil, ¿no?. Interpretar los resultados será el tema de otro post.

4 comentarios:

  1. No lo he entendido muy bien, y he tenido que sacar de mi cerebro conocimientos de bachillerato para entender más o menos de que va el tema. Lo más parecido que conozco a lo que estás explicando es un LED, ... en todo caso, mola mucho.

    ResponderEliminar
  2. xD no será para tanto!! tu diste leds en el bachillerato?? O.o yo no los vi hasta que llegué a la carrera...

    ResponderEliminar
  3. Luminiscencia es todo proceso de emisión de luz cuyo origen puede asociarse a un fenómeno, físico, químico o biológico, donde la luz emitida está conformada por fotónes (partícula de la luz visible y de otras radiaciones electromagnéticas no visibles al ojo humano). Los fotónes son consecuencia de procesos físicos, químicos o biológicos que tienen lugar dentro de los materiales y sistemas orgánicos e inorgánicos. En este caso nos avocamos a materiales semiconductores o sea materiales sólidos.
    Los materiales semiconductores dependiendo del tipo de transición que tengan entre sus bandas energéticas (directa o indirecta) y del ancho de su banda prohibida es que pueden producir luminiscencia o no cuando son estimulados. Por ejemplo, el silicio, el cual es un material de transición indirecta entre sus bandas de valencia y de conducción, con un ancho de banda prohibida de 1.12 eV, ¡NO LUMINESE! en su estado cristalino. Mis resultados de las investigaciones al respecto indican que sí el ancho de la banda prohibida del material semiconductor es mayor a 1.7 eV no importa que su transición sea indirecta el material tiene una mayor probabilidad de lumineser.
    El nombre que antecede a la palabra luminiscencia depende de la forma como sean excitados los materiales semiconductores; así, si es mediante un campo eléctrico al resultado se le conoce como ELECTROLUMINISCENCIA, sí el estimulo proviene de un haz de electrones al resultado se le conoce como CATODOLUMINISCENCIA, pero si el estimulo se realiza mediante un haz de fotónes entonces al resultado se le conoce como FOTOLUMINISCENCIA, etc, etc.

    ResponderEliminar