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In der spektroskopischen Technik findet die KL breite Anwendungsbereiche. | In der spektroskopischen Technik findet die KL breite Anwendungsbereiche. | ||
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=== Grundprinzip === | ===Grundprinzip=== | ||
Bei der Kathodolumineszenzmikroskopie werden optische Mikroskope mit einer Kathodenstrahlröhre kombiniert. Alternativ kann auch ein Rasterelektronenmikroskop verwendet werden. {{Absatz}} | Bei der Kathodolumineszenzmikroskopie werden optische Mikroskope mit einer Kathodenstrahlröhre kombiniert. Alternativ kann auch ein Rasterelektronenmikroskop verwendet werden. {{Absatz}} | ||
'''Valenzelektronen werden durch Anregung in das Leitungsband gehoben und fallen anschließend wieder in tiefer gelegene freie Zustände zurück. Es wird Energie in Form von Photonen frei.'''{{Absatz}} | '''Valenzelektronen werden durch Anregung in das Leitungsband gehoben und fallen anschließend wieder in tiefer gelegene freie Zustände zurück. Es wird Energie in Form von Photonen frei.'''{{Absatz}} | ||
Zur Anregung der Halbleiterelektronen vom Valenzband ins Leitungsband wird ein Elektronenstrahl generiert, der anschließend durch die Emission in der Kathode und Beschleunigung durch ein elektrisches Feld auf die Probe trifft und diese dazu anregt elektromagnetische Strahlung auszusenden und Licht zu emittieren. Der Elektronenstrahl verursacht also einen Quantensprung eines Elektrons. Dadurch wird das Elektron in ein höheres Niveau gehoben und durchwandert den Festkörper (zufällig). {Absatz}} | <nowiki>Zur Anregung der Halbleiterelektronen vom Valenzband ins Leitungsband wird ein Elektronenstrahl generiert, der anschließend durch die Emission in der Kathode und Beschleunigung durch ein elektrisches Feld auf die Probe trifft und diese dazu anregt elektromagnetische Strahlung auszusenden und Licht zu emittieren. Der Elektronenstrahl verursacht also einen Quantensprung eines Elektrons. Dadurch wird das Elektron in ein höheres Niveau gehoben und durchwandert den Festkörper (zufällig). {Absatz}}</nowiki> | ||
Der Beschuss führt zu unterschiedlichen Erscheinungen (Absorption, Reflexion, Bildung von Sekundärelektronen, Röntgenstrahlung und Lumineszenzerscheinungen im UV, UV-VIS und IR Bereich. | Der Beschuss führt zu unterschiedlichen Erscheinungen (Absorption, Reflexion, Bildung von Sekundärelektronen, Röntgenstrahlung und Lumineszenzerscheinungen im UV, UV-VIS und IR Bereich. | ||
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Ursachen der Kathodolumineszenz sind Fehler im Kristallgitter von Mineralen, Fremdatome und der allgemeine Chemismus von stöchiometrisch reinen Kristallen.</p> | Ursachen der Kathodolumineszenz sind Fehler im Kristallgitter von Mineralen, Fremdatome und der allgemeine Chemismus von stöchiometrisch reinen Kristallen.</p> | ||
=== Spezielle Anforderungen an die Probennahme und –aufbereitung, Reinigung === | ===Spezielle Anforderungen an die Probennahme und –aufbereitung, Reinigung=== | ||
<ul> | <ul> | ||
<li> der bei der Präparation verwendete Kleber muss hitzebeständig sein | <li> der bei der Präparation verwendete Kleber muss hitzebeständig sein | ||
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<li> Probe muss so groß sein, dass ein repräsentativer Teil gemessen werden kann oder daraus ein Dünnschliff hergestellt werden kann | <li> Probe muss so groß sein, dass ein repräsentativer Teil gemessen werden kann oder daraus ein Dünnschliff hergestellt werden kann | ||
</ul> | </ul> | ||
=== Fehlerquellen === | ===Fehlerquellen=== | ||
Es können sehr viele Fehler bei der Messung entstehen, wenn unsauber gearbeitet wird oder die genaue Messmethode nicht verstanden wurde. Man kann neben einer ausführlichen Literaturrecherche auch den Gerätebetreuer um Hilfe bitten um grobe Fehler zu vermeiden.Neben den Ionen können auch die Eigenschaften der Probe oder die Arbeitsbedingungen der Elektronenquelle die Farbe und Intensität der Lumineszenz verändern. | Es können sehr viele Fehler bei der Messung entstehen, wenn unsauber gearbeitet wird oder die genaue Messmethode nicht verstanden wurde. Man kann neben einer ausführlichen Literaturrecherche auch den Gerätebetreuer um Hilfe bitten um grobe Fehler zu vermeiden.Neben den Ionen können auch die Eigenschaften der Probe oder die Arbeitsbedingungen der Elektronenquelle die Farbe und Intensität der Lumineszenz verändern. | ||
==== Bei der Aufbereitung ==== | ====Bei der Aufbereitung==== | ||
<ul> | <ul> | ||
<li>Kontamination der Probe | <li>Kontamination der Probe | ||
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<li>Verwendung von zu viel Leitsilber - ggf. Cu- oder C-Band verwenden | <li>Verwendung von zu viel Leitsilber - ggf. Cu- oder C-Band verwenden | ||
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==== Bei der chemischen Analytik ==== | ====Bei der chemischen Analytik==== | ||
Die Intensität hängt von bestimmten Ionen im Mineral ab: | Die Intensität hängt von bestimmten Ionen im Mineral ab: | ||
<ul> | <ul> | ||
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<li> 2. Unterdrücker-Ionen: Die Energie des Elektronenstrahls wird durch z.B. Ti3+ absorbiert und die Lumineszenz wird schwächer | <li> 2. Unterdrücker-Ionen: Die Energie des Elektronenstrahls wird durch z.B. Ti3+ absorbiert und die Lumineszenz wird schwächer | ||
</ul> | </ul> | ||
==== Bei der Aufbewahrung/ Transport ==== | ====Bei der Aufbewahrung/ Transport==== | ||
<ul> | <ul> | ||
<li>Beschädigung der Bedampfung (Verwendung eines Präparatekastens für Dünnschliffe) | <li>Beschädigung der Bedampfung (Verwendung eines Präparatekastens für Dünnschliffe) | ||
<li>keine Fingerabdrücke und Staub auf der Probe | <li>keine Fingerabdrücke und Staub auf der Probe | ||
</ul> | </ul> | ||
=== Vorteile === | ===Vorteile=== | ||
<ul> | <ul> | ||
<li> die Intensität des Elektronenstrahl bei der KL ist sehr hoch und präzise kontrollierbar. Dadurch können auch schwach lumineszierende Materialien zum Leuchten angeregt werden. | <li> die Intensität des Elektronenstrahl bei der KL ist sehr hoch und präzise kontrollierbar. Dadurch können auch schwach lumineszierende Materialien zum Leuchten angeregt werden. | ||
Zeile 79: | Zeile 79: | ||
<li> schnelle Methode und effizient | <li> schnelle Methode und effizient | ||
</ul> | </ul> | ||
=== Auswertung === | ===Auswertung=== | ||
Es gibt zwei Arten von Kathodolumineszenzmikroskopen | Es gibt zwei Arten von Kathodolumineszenzmikroskopen | ||
<ul> | <ul> | ||
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<li>Spannungszustände | <li>Spannungszustände | ||
</ul> | </ul> | ||
=== Einsatzbereiche === | ===Einsatzbereiche=== | ||
Die Kathodolumineszenz ist eine einfache Methode, schnelle Ergebnisse zu erlangen. Durch die Kombinationsmöglichkeit mit einem SEM können scharf aufgelöste Bilder aufgenommen werden und die Strukturen innerhalb der Kristalle werden sichtbar. | Die Kathodolumineszenz ist eine einfache Methode, schnelle Ergebnisse zu erlangen. Durch die Kombinationsmöglichkeit mit einem SEM können scharf aufgelöste Bilder aufgenommen werden und die Strukturen innerhalb der Kristalle werden sichtbar. | ||
Aufgrund dieser Charakteristika findet die KL breitgefächerte Anwendung. Hier werden einige Bereiche aufgelistet: | Aufgrund dieser Charakteristika findet die KL breitgefächerte Anwendung. Hier werden einige Bereiche aufgelistet: | ||
Zeile 110: | Zeile 110: | ||
<li>Fossilanalyse über die Qualität von Schalen (zur anschließenden Messung stabilder Isotope) | <li>Fossilanalyse über die Qualität von Schalen (zur anschließenden Messung stabilder Isotope) | ||
</ul> | </ul> | ||
=== Probenaufbereitung === | ===Probenaufbereitung=== | ||
{| class="wikitable" | {| class="wikitable" style="margin-right: auto; margin-left: auto; text-align:center;" | ||
|- | |- | ||
! scope="col"| Aufbereitungsart | ! scope="col" |Aufbereitungsart | ||
! scope="col"| Zeitlicher Aufwand inkl. Messprozedur | ! scope="col" |Zeitlicher Aufwand inkl. Messprozedur | ||
! scope="col"| Eigenleistung/Dienstleistung | ! scope="col" |Eigenleistung/Dienstleistung | ||
|- | |- | ||
|Dünnschliffpräparation | |Dünnschliffpräparation | ||
Zeile 121: | Zeile 121: | ||
|beides | |beides | ||
|- | |- | ||
| Bedampfen mit Gold oder Kohlenstoff | |Bedampfen mit Gold oder Kohlenstoff | ||
| 3 Stunden | |3 Stunden | ||
| beides | |beides | ||
|- | |- | ||
|Politur | |Politur | ||
Zeile 130: | Zeile 130: | ||
|} | |} | ||
=== Ausstattung an der LMU === | ===Ausstattung an der LMU=== | ||
https://www.geologie.geowissenschaften.uni-muenchen.de/einrichtungen/raster/index.html | https://www.geologie.geowissenschaften.uni-muenchen.de/einrichtungen/raster/index.html | ||
=== Lehrveranstaltungen an der LMU === | ===Lehrveranstaltungen an der LMU=== | ||
Analytische Methoden | [[Analytische Methoden (Lehrveranstaltung)|Analytische Methoden]] | ||
===Literatur === | ===Literatur=== | ||
Pavicevic M.K., Amthauer G. (2000): Mikroskopische, analytische und massenspektrometrische | Pavicevic M.K., Amthauer G. (2000): Mikroskopische, analytische und massenspektrometrische | ||
Methoden, „Physikalisch-chemische Untersuchungsmethoden in den | Methoden, „Physikalisch-chemische Untersuchungsmethoden in den |