$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ten artykuł demonstruje potencjał i zalety połączenia rentgenowskiej tomografii komputerowej (CT) z korelacyjną mikroskopią świetlną i elektronową (CLEM) dla przykładowej dogłębnej charakterystyki diod elektroluminescencyjnych (LED). Dzięki tej technice możliwe jest zaplanowanie mikroprzygotowania diody LED w taki sposób, że podczas gdy przekrój poprzeczny może być obrazowany pod mikroskopem, funkcjonalność elektryczna jest zachowana w pozostałej części próbki. Procedura ma kilka unikalnych cech: po pierwsze, planowane mikroprzygotowanie za pomocą wyrenderowanej objętości całej próbki uzyskanej za pomocą tomografii komputerowej; po drugie, obserwacja diody LED za pomocą mikroskopii świetlnej (LM) z pełną gamą dostępnych technik obrazowania (jasne i ciemne pole, polaryzacja, kontrast itp.); po trzecie, obserwacja działającej diody LED przez LM; po czwarte, obserwacja identycznych obszarów za pomocą pełnej gamy technik obrazowania za pomocą mikroskopii elektronowej, w tym obrazowania elektronów wtórnych (SE) i elektronów rozpraszania wstecznego (BSE), a także spektroskopii fluorescencji rentgenowskiej z dyspersją energii (EDX).
Diody LED do zastosowań oświetleniowych są zaprojektowane tak, aby emitować białe światło, chociaż w niektórych zastosowaniach zmienność kolorów może być korzystna. Tak szerokiej emisji nie można osiągnąć poprzez emisję z jednego półprzewodnika złożonego, ponieważ diody LED emitują promieniowanie w wąskim paśmie spektralnym (około 30 nm pełnej szerokości, połowie maksimum (FWHM)). Dlatego białe światło LED jest zwykle generowane przez połączenie niebieskiej diody LED z luminoforami, które przekształcają promieniowanie o krótkiej długości fali w szeroką emisję w szerokim zakresie spektralnym1. Rozwiązania LED o zmiennym kolorze zwykle wykorzystują co najmniej trzy barwy podstawowe, co zazwyczaj skutkuje wyższymi cenami rynkowymi. cyfra arabska
Użycie zarówno CT, LM, jak i SEM jest oczywiście dobrze znane (np. w analizie awarii dla diod LED 3-15), jednak wszechstronne i celowe połączenie wszystkich trzech opisanych tutaj technik może dostarczyć nowych spostrzeżeń i umożliwi szybsze ścieżki do znaczących wyników charakterystyki.
Z analizy mikrostrukturalnej 3D urządzenia w CT można zidentyfikować i wybrać obszary zainteresowania (ROI). Dzięki tej nieniszczącej metodzie można również zidentyfikować połączenia elektryczne i rozważyć je w celu dalszego przygotowania. Precyzyjne przygotowanie przekroju 2D pozwala na zbadanie urządzenia w działaniu pomimo destrukcyjnego charakteru tej metody. Przekrój poprzeczny można teraz scharakteryzować za pomocą CLEM16,17, co umożliwia bardzo wydajną i elastyczną charakteryzację identycznych ROI za pomocą LM i SEM. Dzięki takiemu podejściu można połączyć zalety obu technik mikroskopowych. Na przykład po szybkiej identyfikacji ROI w LM następuje obrazowanie w wysokiej rozdzielczości w SEM. Co więcej, korelacja informacji z LM (np. kolor, właściwości optyczne, rozkład cząstek) z technikami wizualizacji i analizy SEM (np. wielkość cząstek, morfologia powierzchni, rozkład pierwiastków) pozwala na głębsze zrozumienie zachowania funkcjonalnego i mikrostruktury w białej diodzie LED.