זרימת עבודה עבור מייקרו-אפיון מקיף של מכשירים אופטיים פעילים מתוארת. הוא מכיל מבניים, כמו גם חקירות פונקציונליות באמצעות CT, LM ו- SEM. השיטה מודגמת עבור LED לבן אשר ניתן עדיין להיות מופעל במהלך האפיון.
מאמר שיטה
זרימת עבודה עבור מייקרו-אפיון מקיף של מכשירים אופטיים פעילים מתוארת. הוא מכיל מבניים, כמו גם חקירות פונקציונליות באמצעות CT, LM ו- SEM. השיטה מודגמת עבור LED לבן אשר ניתן עדיין להיות מופעל במהלך האפיון.
בניתוח כשלים, אפיון התקנים והנדסה לאחור של דיודות פולטות אור (LED), ורכיבים אלקטרוניים דומים של מיקרו-אפיון, ממלאים תפקיד חשוב. בדרך כלל, טכניקות שונות כמו טומוגרפיה ממוחשבת של קרני רנטגן (CT), מיקרוסקופ אור (LM) ומיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) משמשות בנפרד. באופן דומה, יש לטפל בתוצאות עבור כל טכניקה בנפרד. כאן מוצג מחקר מקיף המדגים את הפוטנציאל הממונף על ידי קישור CT, LM ו-SEM. אפיון מעמיק מתבצע על גבי נורית LED פולטת לבן, הניתנת להפעלה לאורך כל שלבי האפיון. היתרונות העיקריים הם: הכנה מתוכננת של חתכים מוגדרים, מתאם של תכונות אופטיות למידע מבני והרכב, כמו גם זיהוי אמין של אזורים פונקציונליים שונים. זה נובע מרוחב המידע הזמין מאזורי עניין זהים (ROI): ניגודיות קיטוב, תמונות LM בשדה בהיר וכהה, כמו גם תמונות אופטיות של חתך ה-LED בפעולה. לכך מתווספות טכניקות הדמיית SEM ומיקרו-אנליזה באמצעות ספקטרוסקופיה של קרני רנטגן מפזרות אנרגיה.
מאמר זה מדגים את הפוטנציאל ואת היתרונות של שילוב של טומוגרפיה ממוחשבת X-ray (CT) עם אור גומל במיקרוסקופ אלקטרונים (קלם) עבור למופת באפיון מעמיק של דיודות פולטות אור (LED). בעזרת טכניקה זו ניתן לתכנן את ההכנה מיקרו של ה- LED באופן כך, שבעת חתך ניתן הדמיה מיקרוסקופית את הפונקציונליות חשמל נשמר והשאר של הדגימה. יש ההליך כמה תכונות ייחודיות: ראשית, הכנת המייקר שתכננה סיוע של נפח שניתן מכלל המדגם המתקבל על ידי CT; ושנית, התצפית של LED על ידי מיקרוסקופ אור (LM) עם המגוון השלם של טכניקות הדמיה זמינות (בהירות שדה כהה, ניגודיות קיטוב, וכו '); ושלישית, תצפית של LED במבצע עד LM; ורביעית, תצפית של אזורים זהים עם המגוון הרחב של טכניקות הדמיה במיקרוסקופ אלקטרונים המהווה דואר משניlectron (SE) אלקטרוני פיזור בחזרה הדמיה (BSE), וכן ספקטרוסקופיה פלואורסצנטי רנטגן נפיצת אנרגיה (EDX).
נוריות עבור יישומי תאורה נועדו לפלוט אור לבן, אם כי יישומים מסוימים השתנות צבע עשויות להיות חיוביות. פליטת רחבה זו אינה יכולה להיות מושגת על ידי פליטת מוליכים למחצה במתחם אחד, מאז נוריות פולטות קרינה בלהקת ספקטרלי צרה (בסביבות 30 מקסימום חצי רוחב ננומטר (FWHM)). לכן אור LED הלבן מופק בדרך כלל על ידי שילוב נורית כחולה עם phosphors אשר להמיר את הקרינה באורך גל הקצר לתוך פליטה רחבה על פני טווח ספקטרלי גדול 1. משתנה צבע LED פתרונות בדרך כלל לעשות שימוש בשלושה פריימריס לפחות, שתוצאתה בדרך כלל במחירי שוק גבוהים יותר. 2
השימוש או CT, LM או SEM מוקמת כמובן היטב (למשל, ב ניתוח הכישלון של נוריות 3 - 15), אולםשילוב מקיף ותכליתי של כל שלוש הטכניקות המתוארות כאן עשוי להציע תובנה חדשות ויאפשר מסלולים מהר יותר לעבר תוצאות אפיון משמעותיות.
מניתוח microstructural 3D של המכשיר ארוז CT אזורים של עניין (ROIs) ניתן לזהות שנבחרו. עם שיטה בלתי הרסנית זו, חיבורי חשמל יכולים גם להיות מזוהים נחשבים להכנה נוספת. ההכנה המדויקת של קטע 2D צלב מאפשרת חקירות של המכשיר בפעולה למרות הטבע ההרסני של שיטה זו. החתך ניתן לאפיין עכשיו על ידי קלם 16,17 המאפשר אפיון מאוד יעיל וגמיש של ROIs הזהה עם LM וכן SEM. לפי גישה זו, את היתרונות של שניהם שיטות מיקרוסקופיה ניתן לשלב. לדוגמה, זיהוי מהיר של ROIs ב LM ואחריו הדמיה ברזולוציה גבוהה של SEM. אבל יתר על כן, המתאם של מידעLM (למשל, צבע, תכונות אופטיות, החלקיקים הפצה) עם טכניקות להדמיה וניתוח של SEM (למשל, גודל החלקיקים, מורפולוגיה השטח, הפצה אלמנט) מאפשר הבנה עמוקה יותר של התנהגות מיקרו פונקציונלי בתוך LED לבן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת דוגמאות עבור טומוגרפיה ממוחשבת X-ray (CT)
2. הגדרת מדידת CT
3. ביצוע CT סריקה
הערה: עוצמות רנטגן עשויות להשתנות במהלך המדידה. כדי לפצות על תנודות סופיות אלה, אזור של חלון עניין (ROI) מושם שבו הצילומים רנטגן לא יפריע המדגם. אזור זה אינו מושפע הקליטה רנטגן דרך המדגם, ולכן האזור בעוצמה הגבוהה ביותר שנמדדה.
4. שחזור מידע נפח, תכנון של הכנת מיקרו
5. הכנת מיקרו
6. הגדרת מדידה LM
7. אפיון LM
8. ציפוי גמגום
9. הגדרת מדידת SEM
ניתוח 10. SEM
עיבוד תמונה 11.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הנורית המאופיינת מוצגת באיור 1. זוהי לבן פולטות LED עם גודל שבב של 1 x 1 מ"מ 2 ו ממיר צבע זורח קרמיקה חלקית. הדבקת LED בעמדה מלוכסנת מעט על בר סיבי פחמן תמנע חפצי CT הנגרמים על ידי מדגם סימטריה (איור 2). תוצאות מדידת CT לאפשר תכנון עמדת החתך של המדגם, ולהבטיח אפשרות לשוב ולבצע חשמל לאחר שחיקה חלקית (איור 3 ו איור 4). ההיקף שניתנו מאפשר הלוקליזציה של מבנים פונקציונליים, ב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יתרונותיה של גישה משולבת זה מורכב המתאם המיקום תלוי של הנתונים רכשו. הגישה המשולבת המתואר כאן עומדת בניגוד ב ניתוחים שלאחר מכן עם כל טכניקה בנפרד. לדוגמה, מאפייני הארה גלוי LM ניתן לקשר יצירות כפי שזוהו באמצעות SEM / EDS. מידע הנפח מתקבל על ידי CT יכול להתארך עם ב זכה להתייחסות מעמיקה החתכים ערוכים באופן ממוקד. נתוני CT גם לאפשר מיקום מהיר של תחומים אפשריים של עניין החקירות המיקרוסקופיות שלאחר מכן. השיטה המתוארת כאן היא בסופו של דבר אחת הטכניקות כמה מאפשרים הצמדה תכונות אופטיות כד...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים מודים תמיכה כספית חביב מן "Lippstadt Akademische Gesellschaft" וכן מן "Ministerium für חדשנות, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen". תמונות איורים 1, 2 ו -5 באדיבות למרקוס Horstmann, Hamm-Lippstadt אוניברסיטת אפלייד מדעי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| טומוגרפיה ממוחשבת רנטגן | ג'נרל אלקטריק | לא ישימה | סוג: תוכנת רכישת מהדורת מחקר של nanotom |
| ג'נרל אלקטריק | לא ישימה | פניקס דאטוס | x2 רכישה ותוכנת שחזור ידנית מתאימה | |
| ג'נרל אלקטריק | לא ישימה | פניקס דאטוס | x2 רכישה ותוכנת | |
| עיבוד ידנית | גרפיקת נפח | לא ישים | VGStudio Max 2.2 ומטחנה ידנית מתאימה |
| (ידנית) | Struers | 5296327 | Labopol 21 |
| מחזיק מדגם | Struers | 4886102 | מטחנת UniForce |
| (אוטומטית) | Struers | 6026127 | Tegramin 25 |
| שרף/מקשה אפוקסי שרף / מקשה | Struers | 40200030/40200031 | שרף אפוקסי תיקון / תיקון אפוקסי מקשה |
| אתנול | Struers | 950301 | Kleenol |
| Light Microscope | Zeiss | לא ישים | Axio Imager M2m |
| מיקרוסקופ אלקטרוני | Zeiss | אינו ישים | Sigma |
| תוכנת CLEM | Zeiss | אינה ישימה | Axio Vision SE64 Rel.4.9 ומחזיק |
| מדגם CLEM | Zeiss | 432335-9101-000 | מחזיק דגימה CorrMic MAT מתאם SEM אוניברסלי B |
| למחזיק מדגם CLEM Zeiss | 432335-9151-000 | מתאם SEM למחזיק דגימה CorrMic MAT אוניברסלי | |
| B מקרטע ציפוי | Quorum | לא ישים | Q150TES |
| גלאי EDS | Rö ntec | לא ישים | X-Flash 1106 |
| הלחמה | Stannol | 535251 | סוג: HS10 |
| LED | Lumileds | לא ישים | LUXEON Rebel לבן חם, מדגם מחקר |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה