Unter Kathodolumineszenz versteht man die Anregung von Licht mittels eines Kathoden-(Elektronen-)strahls. Dieses Licht wird mittels zweier Spiegel und zweier Lichtleiter aus dem TEM in ein optisches Spektrometer geleitet. An der TU Wien steht für die Forschung ein GATAN VULCAN, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster System zur Verfügung.

Mittels dieses Detektors können allerlei Leuchteffekte studiert werden:

Kathodolumineszenz: Valenzelektronen werden in das Leitungsband gehoben (durch Energieübertrag vom Strahlelektron) und fallen dann wieder in tiefer gelegene freie Zustände zurück. Dadurch wird wieder Energie in Form von Photonen frei.

Übergangsstrahlung: Wenn das Strahlelektron sich der dielektrischen Probenoberfläche nähert entsteht ein Dipolfeld mit der (positiven) Spiegelladung des Elektrons. Beim Durchdringen der Probenoberfläche wird der Dipol annihiliert und Strahlung in Form von Photonen abgegeben. Der selbe Prozess passiert auch auf der Probenunterseite bei der Entstehung eines neuerlichen Dipols zwischen Strahlelektron und seiner Spiegelladung.

Vavilov-Cerenkov-Strahlung: Treten relativistische Elektronen durch ein Medium mit dem Brechungsindex n, und ist die Geschwindigkeit der Elektronen v größer als die Lichtgeschwindigkeit innerhalb der Probe c_n=c/n, dann muss das Elektron Energie in Form von Strahlung abgeben, welche als Photonen detektiert werden kann.