电子背散射衍射(EBSD)是一种广泛使用的微量分析技术来确定材料的晶体微观结构。方法通常需要大量样本倾角(大约70度)最大化收益率达到EBSD的背散射电子探测器。
几何这样品可以不兼容其他表征技术中使用扫描电子显微镜(SEM),能量色散谱(EDS)等可以有效地收集的x射线数据从平面和高度倾斜的样本。
其他的技术,例如波长色散分光法(WDS)和阴极发光(CL),也可能阻碍样本几何倾斜。这些技术可以提供补充信息来补充EBSD和EDS表征,但他们要求数据采集non-tilted样本表面。
相关的显微镜结合这些不同的技术是一种有效的方法更全面的描述。
这种方法包括收集数据集来自同一地区的一个示例使用利息每个特征形态,空间相关数据,然后每个像素采样网格区域的利息从每个数据值分析技术的兴趣。
促进相关显微镜,对齐和分析工具中可用OIM分析™软件。
结果与讨论
展示能力的相关分析、EBSD和CL数据从碲化镉(集团)获得的太阳能电池材料。CdTe电影是通过射频磁控溅射产生。
随后,电影与CdCl进行了30分钟的治疗2在387°C的空气中使钝化晶界结构和促进组织内的谷物的生长。
由于电影的粗糙度,创建一个表面平坦的地区进行分析通过使用聚焦离子束在1度掠射角。
EBSD数据收集使用速度™超级EBSD探测器、操作以每秒20 kV和2000个索引6.4 20 kV电子束能量和nA电子束电流在70°样品倾斜(注意需要68.5°阶段+ 1.5°倾斜的FIB掠射角到表面)。
CL数据是来自同一地区使用Gatan Monarc Pro CL系统。高光谱图收集从700纳米到1100纳米,0.2秒的停留时间。
使用DigitalMicrograph数据可视化®。主要探测到807海里高斯峰,并创建一个灰度图像利用这个波长以及二次电子(SE)图像与CL数据聚集。
在OIM分析程序、相关显微工具允许从各种方法与EBSD数据相关的图片。807海里CL和SE照片是在这个场景中选择相关。
这些数据的强度范围可以与每个图像相关联。二次二元对比法是用来建立这些地图和EBSD之间的空间相关性数据,这需要至少9个特征的识别相关和EBSD数据。
在这种特殊的情况下,SE地图期间收集的收购都是使用,包含孔隙结构,很容易识别的图像。这种方法使EBSD的相关数据被映射到数据,和它不要求相同的采样步长被用于这两种技术。
图1显示了相关的SE EBSD和CL扫描图像,表明获得相关对齐。
图1所示。相关SE) EBSD的图片和b) CL收购。图片来源:EDAX。
图2说明了EBSD纹理映射,谷物从测量方向识别,然后随机彩色显示晶粒形态。的灰度图像相关CL地图在807 nm波长发射,OIM分析产生的相关值,如图3所示。
CL探测器捕捉到这幅地图,这个波长的光的强度。产生的光复合集团内的电荷载体材料,预计将相关的主带隙材料。
图2。EBSD纹理映射,谷物从测量方向确定,然后随机彩色显示晶粒形态。图片来源:EDAX。
图3。灰度图像的相关CL 807 nm波长发射的地图,在OIM分析产生的相关值。图片来源:EDAX。
图4。EBSD和CL数据可视化在一起在这个EBSD图像质量与灰度图的对比。在807 nm CL强度数据的使用白色变成红色着色强度分布方案。图片来源:EDAX。
图4说明了EBSD的可视化和CL数据在一起。这张图片显示了EBSD图像质量与灰度对比度而CL强度数据地图807海里使用白色变成红色颜色的强度分布方案。
数据的相关性使分析EBSD和CL数据之间的关系。例如,在强调工具OIM分析可以用来测量CL强度在不同的微观结构中晶界类型。
在这个例子中,这是观察到随机高纬度晶界CL信号水平低于双胞胎集团内的边界。
这些发现表明,双边界改善CdTe转换效率降低电荷复合网站内的材料的数量。此外,CL信号可以与晶体取向。
图5描述了一个标量纹理反极图(IPF)的情节CL强度值的函数取向。这张地图显示晶体取向和CL信号强度之间的关系,与(001)取向表现出更高的CL强度相对于曲面法线方向。
图5。一个标量纹理IPF的情节CL强度值作为方向的函数。图片来源:EDAX。
结论
这个应用程序演示了如何获得有价值的数据的相关性CL和EBSD数据和相关的意义一般显微镜。
CL尤其有用,因为它允许详细的成分均匀性测量和缺陷浓度,是太阳能电池材料的重要特性。亚博网站下载EBSD,另一方面,提供了晶体微观结构表征来补充这些测量。
OIM内的相关特性分析软件为调整提供有力的工具,可视化,这些分析技术和测量之间的关系,最终对材料性能提供了新的视角。
这些信息已经采购,审核并改编自EDAX提供的材料。亚博网站下载
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