Katodoluminesensi

Katodoluminesensi (disingkat : CL) adalah fenomena optik yang terjadi ketika berkas elektron yang mengenai suatu material pendar cahaya (Luminesensi) seperti fosfor sehingga menyebabkan emisi foton. Pemancaran cahaya ini dapat berada dalam spektrum cahaya tampak, yang dapat dilihat oleh mata manusia.  Berbeda dengan luminesensi yang dihasilkan oleh cahaya seperti pada efek fotolistrik, CL melibatkan eksitasi bahan oleh berkas elektron atau ion yang berasal dari sumber eksternal. Fenomena ini sering digunakan untuk memeriksa material dan memperoleh informasi mendalam tentang struktur mikro material tersebut.

 Sejarah dan Penerapan Awal 
Katodoluminesensi pertama kali ditemukan dan diterapkan pada televisi tabung sinar katode (CRT). Pada CRT, berkas elektron digunakan untuk memindai layar fosfor, yang kemudian menghasilkan cahaya. Penerapan ini memberikan dasar bagi pengembangan mikroskop pemindai elektron (SEM), yang kemudian memanfaatkan fenomena CL untuk analisis material dengan resolusi tinggi. Keuntungan utama dari CL dibandingkan dengan teknik pencitraan lainnya adalah kemampuannya untuk mengatasi batasan difraksi yang ditetapkan oleh Abbe pada mikroskop cahaya. Penggunaan berkas elektron atau ion sebagai sumber eksitasi memungkinkan CL menghasilkan citra dengan resolusi lebih tinggi karena panjang gelombang de Broglie yang lebih pendek.

 Aplikasi 
Katodoluminesensi merupakan teknik yang digunakan untuk mempelajari berbagai sifat dasar materi, seperti transportasi cahaya, hamburan, struktur elektron, serta fenomena resonansi. CL memberikan informasi yang bertujuan untuk memahami sifat-sifat material secara fundamental maupun terapan. Misalnya digunakan dalam metrologi untuk memastikan akurasi pengukuran material dan dalam analisis kegagalan untuk mendeteksi serta menganalisis kerusakan pada suatu komponen atau material. Dalam bidang nanofotonik, CL menghasilkan peta emisi cahaya hiperspektral yang menggambarkan kerapatan lokal dari keadaan elektromagnetik pada material. Dengan kemajuan teknologi CL, kini memungkinkan pengukuran arah dan polarisasi emisi secara lebih tepat, yang memberikan pemahaman lebih mendalam tentang sifat optik nanostruktur.

Pencitraan Katodoluminesensi juga digunakan untuk mempelajari sampel geologi. Emisi CL yang dihasilkan oleh batuan memberikan informasi mengenai pertumbuhan kristal, zonasi, sementasi, penggantian, deformasi, asal-usul, unsur jejak, dan struktur cacat pada material tersebut. Teknik ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis batuan serta mengungkap tekstur spasial pada skala submikron dan tidak merusak geokronologi. CL digunakan sebagai pelengkap teknik lain yang lebih kompleks dan rumit, seperti spektrometri massa.

 Referensi