阴极发光（CL）解决方案

您是否也经常陷入这样的“物理折腾”？

测形貌、看成分、分析发光特性，样品不得不在好几台设备之间来回“串场”。这不仅费时费力，更饱受空气污染与表面氧化的困扰，导致最核心的“本征发光”数据大打折扣。

如何打破设备间的无形壁垒？在同一真空环境下实现单一样品的多维一体化表征，Delmic 给出了解题答案。

01｜纳米真空互联实验站的选择

苏州纳米技术与纳米仿生研究所的纳米真空互联实验站 NANO-X，选择在扫描电子显微镜上集成 Delmic 阴极发光（CL）解决方案，构建「SEM + EDS + CL」三位一体的表征平台。

图1 苏州纳米所 NANO-X 集成 Delmic CL 方案的 Nova Nano 450 扫描电镜（实拍）

设备型号：Nova Nano 450-Delmic

作为国家重大科技基础设施的重要组成部分，纳米真空互联实验站 NANO-X 将材料生长、加工与表征设备通过超高真空管道互联。选型时对表征环节的要求极为严苛——既要保证成像与成分分析的高分辨率，又要能在真空环境下原位获取光谱信息。Delmic CL 方案最终通过了这一检验，成为该平台阴极发光能力的核心支撑。

02｜一套系统，三种能力

集成 Delmic CL 方案后，这套系统可以同时胜任三类表征任务：

「SEM + EDS + CL」三位一体表征平台

不再需要在多台仪器间搬运样品，一次进样即可完成形貌—成分—发光的关联分析。

Delmic × XBOUND 免费测试服务

03｜硬核指标：用数据丈量微观极限

在成像模式上，方案提供三种选择：快速成像支持大规模、全波段或单一波段的发光成像，适用于半导体及矿物样品的批量筛查；超光谱成像在 185–900 nm 波长范围内以优于 0.1 nm 的光谱分辨率工作，揭示纳米材料的局部光学与结构特性；角度分辨模式输出角轮廓信息，根据发光的方向性表征材料性能，在纳米光子学领域具有很高价值。

方案核心指标：光谱分辨率、波长范围与检测配置

图2 CL 三种成像模式光路示意：(a) 快速成像；(b) 超光谱成像；(c) 角度分辨

04｜Delmic 方案的加分场景

在 NANO-X 的真空互联体系中，这套集成方案的价值被进一步放大：

生长—表征互联：薄膜生长后经真空管道直接进入表征腔体，避免空气、水汽与杂质对形貌、能谱和发光特性的干扰，测得的是材料「刚出炉」的真实状态。

工艺—测试互联：与刻蚀等工艺设备联动，可先去除表面氧化层与污染层，再测量样品的本征发光与元素分布。

图4 NANO-X 真空互联布局：SEM 与 MBE、MOCVD、FIB、XPS、TOF-SIMS、Sputter 等设备互联

这正是 Delmic CL 方案区别于常规离线测试的独到之处：它不只是添了一项功能，而是重塑了「生长—表征」的研究范式。

05｜论文实证：设备案例

围绕该平台，苏州纳米所及其合作团队已产出多项高水平研究成果：

成分扩散分析（SEM-EDS）

利用 EDS Mapping 功能，揭示 β-(AlxGa1-x)2O3 薄膜与 β-Ga2O3 界面处的成分扩散行为。成果以《Bandgap Tailoring of Monoclinic Single-Phase β-(AlxGa1-x)2O3 (0 ≤ x ≤ 0.65) Thin Film by Annealing β-Ga2O3/Al2O3 Heterojunction at High Temperatures》为题发表于 Physica Status Solidi A（2021）。

图5 EDS Mapping 揭示 β-(AlxGa1-x)2O3 与 β-Ga2O3 界面处的成分扩散（Phys. Status Solidi A, 2021）

极性结构表征（SEM-CL）

针对蓝宝石衬底上 AlGaN 材料体系的横向极性结构，通过 CL 线扫将形貌与发光结合，对比研究 III 族极性域与 N 极性域的光学性质，考察衬底氮化处理对 UVC AlGaN 基多量子阱极性控制的影响。成果发表于 ACS Applied Nano Materials（2020）。

图6 SEM-CL 对比蓝宝石衬底 AlGaN 横向极性结构的形貌与发光分布（ACS Appl. Nano Mater., 2020）

异质结缺陷分析（SEM-CL）

对 HVPE 外延生长的 GaInP/Si 异质结截面进行全光成像，对比掺杂与未掺杂区域的发光差异，并从光谱上推算掺杂浓度。成果发表于 Journal of Applied Physics（2020, 128, 055308）。

图7 GaInP/Si 异质结截面的 CL 全光成像与光谱：掺 S 与未掺区域发光对比（J. Appl. Phys., 2020）

从 III 族氮化物到氧化镓，再到 III–V/Si 异质结，Delmic CL 方案在不同材料体系中都交出了扎实的答卷。

06｜Delmic 3.0 新版本亮点

八种强大成像模式

Delmic 阴极发光解决方案采用的是模块化设计，支持在单一系统中开展多维实验。相较于 2.0 版本，全新的 3.0 解决方案重磅新增单色成像与光激发模式，功能更趋强大。

Delmic 3.0：八种强大成像模式

高光谱扫描提速 2.3 倍

CCD 硬件触发，128×128 像素扫描从 15.4 分钟缩短至 6.5 分钟。束流敏感样品可在降解前完成更高分辨率扫描。

ODEMIS 软件采集界面（CCD 硬件触发）

高光谱扫描提速：15.4 分钟 → 6.5 分钟

07｜为什么选择我们

荷兰 Delmic 专注于阴极发光与光发射电子显微解决方案，其 CL 系统以高光谱分辨率、宽波谱范围和灵活的成像模式著称，已服务于全球众多科研机构与平台。

XBOUND 芯无界作为 Delmic 中国区代理，为国内用户提供从选型咨询、安装培训到应用方法开发的全流程本地化支持。无论您的课题涉及宽禁带半导体、纳米光子学还是光伏材料，我们都能结合实际需求，为您定制 SEM-CL 表征方案。

Delmic 阴极发光技术系列产品

SPARC Spectral 3.0

SPARC Compact

JOLT

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