راه اندازی و بهینه سازی دستگاه کاتدلومینسانس به منظور مشخصه یابی مواد نانو جامد

. طیف هر عنصر نیز به مثابه اثر انگشت افراد است و در واقع برای هر عنصری یک طیف منحصر به فردی وجود دارد. با تحلیل طیف یک ماده که به آن طیف سنجی گفته می شود می توان به عناصر داخل ماده و اطلاعات با ارزش دیگری پی برد. برای بدست آوردن طیف عناصر، ابتدا عنصر را از طریقی تحریک می کنند که می تواند با استفاده از فوتون های پر انرژی، ذرات شتاب دار پرانرژی، حرارت و غیره این عمل انجام شود. با تحریک ماده، ترازهای انرژی موجود در آن تحریک شده، در هنگام فرو افت؛ ماده از خود فوتون صادر می کند. اگر فوتون های صادر شده از ماده را از طریق اسپکترومتر جمع آوری کرده و نمودار شدت بر حسب طول موج آنها را رسم کنند، طیف آن ماده به دست می آید. این طیف حامل اطلاعات مهمی از عناصر داخل ماده است که از روش های طیف سنجی می-توان به آن اطلاعات دست یافت. به پدیده ای که در آن ماده توسط باریکه ی الکترونی (پرتوی کاتدی) پرشتابی، تحریک شود و در اثر آن از خود نور مرئی تولید کند؛ کاتدلومینسانس گویند. از بین روش های مختلف اسپکتروسکپی، کاتد لومینسانس شباهت بسیاری به فوتولومینسانس دارد با این تفاوت که چشمه ی تحریک ماده، پرتوی کاتدی است و نه فوتون. و تفاوت دیگر اینکه اغلب مواد تحت تابش اشعه ی کاتدی، لومینسانس هستند در حالیکه همان مواد تحت تابش فوتونی از خود لومینسانسی نشان نمی دهند]1[. تفاوت عمده دیگر کاتدلومینسانس با فوتولومینسانس و نیز دیگر روش های اسپکتروسکپی آن است که اشعه ی کاتدی بسیار قابل کنترل بوده، از طریق لنزهای الکتریکی و یا مغناطیسی قابل حرکت می-باشد و انرژی آن به سادگی می تواند کم یا زیاد شود. از طریق اسپکتروسکپی کاتدلومینسانس می توان به مطالب مختلفی درباره ماده پی برد که از جمله ی آنها: تعیین گاف ماده، کشف نواقص و ناخالصی ها در ماده، تعیین مکانیزم های بازترکیبی و تعیین کیفیت مواد می باشد.]2[ یکی دیگر از توانایی های کاتدلومینسانس، علاوه بر اسپکتروسکپی، میکروسکپی کاتدلومینسانس یا گرفتن تصاویر رنگی از مواد است که مخصوصاً در ترکیب با دیگر روش های آنالیز مواد به کار می رود. به عنوان مثال می توان به ترکیب میکروسکپی کاتدلومینسانس با میکروسکپ روبشی الکترونی اشاره کرد.]3[ این رساله تشکیل شده است از پنج فصل که در فصل اول تاریخچه ای از لومینسانس و کاتدلومینسانس مطرح شده است و بعد از آن به اتفاقاتی که در اندرکنش الکترون با ماده رخ می دهد پرداخته می شود. در فصل دوم در مورد انواع لومینسانس و ترازهای انرژی در اتم ها، مولکول ها و مواد جامد مقداری بحث شده است و در خاتمه ی این فصل به اکسایتون ها پرداخته شده است. در فصل سوم درباره ی روش های تولید الکترون و تفنگ های الکترونی به طور مبسوط سخن به میان آمده است و با سرفصل تکنیک خلأ این فصل تا به آخر دنبال می شود. در فصل چهارم به دستگاه کاتدلومینسانس و تغییر و تحولاتی که برای بهینه سازی آن انجام شده است به همراه نقشه های جانمایی، پرداخته شده است. در فصل پنجم که فصل پایانی این رساله می باشد نتایج طیفی که از طریق دستگاه کاتدلومینسانس فرآهم شده، آورده شده است.