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扫描电子显微镜

Scanning Electron Microscope

 
 
 
 
 

日志

 
 

扫描电镜应用之--LED照明光源及OLED显示屏  

2010-11-27 22:20:49|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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编辑--驰奔 (转载请注明出处!)     

      半导体材料可以发光,早就知道了。在扫描电镜上配置阴极荧光装置CL,便可以探测到这些荧光,如果加上分光装置,便可以进行光谱分析,从而知晓半导体材料的类型。扫描电镜配置阴极荧光在半导体领域的应用非常广泛,尤其大规模集成电路,用阴极荧光的强度来调制图像,可以清楚的观察到P/N结的位置,如果通过样品台给集成电路通电,还可以表征开关位置。

      当然采用高能粒子束(电子,离子,X-ray,紫光),来激发各种类型半导体发出荧光(从红外到近紫外范围的光谱),作为照明光源也是有可能的,但是采用这种办法,半导体的发光效率远远低于某些稀土荧光粉(荧光粉的发光原理和阴极荧光过程是相同的)。激光器除外

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半导体微盘激光器二极管

扫描电镜应用之--LED照明光源 - 驰奔 - 电镜代理事业部(DEMA)-博客场发射电子枪针尖扫描电镜照片

      例如传统的CRT显像管,采用高真空钨灯丝电子枪发射电子束轰击荧光粉发光(简称热阴极),现在基本被淘汰了,但同类技术也有新的研究正在进行,把传统热发射钨灯丝电子枪,用和显示器像素数量多三倍(每个像素红绿蓝对应三个电子枪)的冷场发射电子枪代替,并做成平板型,被称作场发射显示器FED,在数字化显示控制的时代,是容易实现的。但要求超高真空的微小腔室,以及考虑
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出处!)CRT 彩色显示器 红绿蓝三基色荧光粉组成的像素sem图像。  a,二次电子想 b,阴极荧光图像,c,二次电子放大图像  d,阴极荧光图像

      白炽灯被节能的冷阴极日光灯取代(低真空等离子体轰击荧光粉发光--节能灯,只是使用了光转化效率更高的稀土荧光粉)。
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             白炽灯                                                          冷阴极节能灯                                               启辉器

扫描电镜应用之--LED照明光源 - 驰奔 - 电镜代理事业部(DEMA)-博客荧光粉扫描电镜图像。
       LED,半导体发光二极管的发明,改变了传统照明概念。 不像白炽灯需要把灯丝加热到2000摄氏度以上,原子外层电子才会被激发跃迁,然后再去激发复合后发光。也不象CRT或者冷阴极节能灯,需要持续发射电子,或者采用等离子体来轰击荧光粉来发光。
      LED直接把几伏特的电压加在两个电极上就可以发光,在相同功率下,比白炽灯的发光效率提高十几倍,同样也比最好的节能灯发光效率提高了近一倍,而且有众多优越性

      LED发光原理

      从阴极荧光发光原理可以知道,高能电子束激发半导体,可以把二极管P区的许多电子激发到N区,同时在P区留下相同数量的空穴。这些N区的电子能量高于原来N区固有电子的能量处于不稳定状态,如果没有偏压存在(
EDS探测器晶体加偏压,把这些不稳定的电子空穴输出,通过测量其电流,可以知道X-ray的能量),它们有能量重新越过pN结阻挡层,回到P区与空穴复合,从而发射一个与PN结阻挡层的电势E-gap能量相当的光子。不同材质的半导体,理想情况下E-gap能量是确定的,因此理想情况下光子的能量也是确定的,也就是单色光。半导体N区有大量的自由电子存在,但其能量不足与越过E-gap,因此在PN型二极管上加一个几个伏特正电场,就可以帮助自由电子越过阻挡势垒,便可实现电子空穴的复合,实现光子的发射,这种发光方式称作场致发光。可以在常温大气环境下正常发光,耗电量低。
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LED结构原理
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霓虹灯。各种信号灯。
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LED 户外广告大屏幕.广场大屏幕电视显示器。                  LED变换颜色
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 扫描电镜图:LED蓝光芯片
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 扫描电镜图像:LED全貌
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扫描电镜图像:最新颖的LED结构,进过结构改进,LED芯片发光效率提高了7倍  
 扫描电镜高倍图像:纳米LED阵列
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LED用荧光粉可受到短波光激发, 扫描电镜图像
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 LED用荧光粉把蓝光转化为白光 扫描电镜图像
由于无机半导体LED技术或者成本相对较高,直接作为现实系统的像素用于户外大屏幕。目前我们常用的LCD显示器,像素尺寸约为0.2mm,LED还没有直接用于制作电脑或电视的显示屏。LED只是作为LCD的背光源,相对日光灯有很大优势。
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有机发光二极管显示屏,是显示的未来。
扫描电镜应用之--LED照明光源及OLED显示屏 - 驰奔 - 电镜代理事业部(DEMA)-博客显示屏可以像画一样可以弯曲
扫描电镜应用之--LED照明光源及OLED显示屏 - 驰奔 - 电镜代理事业部(DEMA)-博客显示屏可以制造在眼镜镜片上,通上电即可用于显示视频。
科幻中的情景即将在现实中实现。

扫描电镜应用之--LED照明光源及OLED显示屏 - 驰奔 - 电镜代理事业部(DEMA)-博客某些生物体通电发光效应。
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