레이저펄스(Laser pulse)를 생성시키는 시드 레이저부;상기 레이저펄스(Laser pulse)로부터 전자펄스(electron pulse)를 생성시키는 광음극부;상기 광음극부로부터 생성된 전자펄스(electron pulse)를 시료의 특정부위에 조사시키는 프로브부;상기 전자펄스(electron pulse)에 조사된 시료로부터 발생한 음극선발광 광자(CL photon)를 수집하는 수집부;상기 수집된 음극선발광 광자(CL photon)로부터 음극선발광 스펙트럼(CL-spectrum)을 기록하는 스펙트럼부; 및상기 수집된 음극선발광 광자(CL photon)로부터 시간 분해된 음극선발광(tr-CL)을 기록하는 시간분해부;를 포함하는 음극선발광 초고속 전자 현미경.

제1항에 있어서,상기 시드 레이저부로부터 생성된 레이저펄스(Laser pulse)를 고에너지를 갖는 레이저펄스로 가속화시키는 가속부;를 더 포함하는 것인 음극선발광 초고속 전자 현미경.

제1항에 있어서,상기 시료에 조사된 전자펄스(electron pulse)로부터 시료의 구조 정보를 수집하는 구조분석부;를 더 포함하는 것인 음극선발광 초고속 전자 현미경.

제3항에 있어서,상기 구조분석부는투과전자현미경(TEM) 이미지, 회절도(diffractogram), 및 전자 에너지 손실 스펙트럼으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 기록하는 것인 음극선발광 초고속 전자 현미경.

제1항에 있어서,상기 수집부는 상기 음극선발광 광자(CL photon)를 수집하는 파라볼릭 거울(Parabolic mirror);상기 파라볼릭 거울로부터 수집된 음극선발광 광자(CL photon)를 상기 스펙트럼부로 전달하는 제1 광전달관; 및상기 파라볼릭 거울로부터 수집된 음극선발광 광자(CL photon)를 상기 시간분해부로 전달하는 제2 광전달관;를 포함하는 것인 음극선발광 초고속 전자 현미경.

제1항에 있어서,상기 스펙트럼부는 분광계(spectrometer), 및 전하 결합 소자(CCD)를 포함하는 것인 음극선발광 초고속 전자 현미경.

제1항에 있어서,상기 시간분해부는 음극선발광 광자(CL photon) 중 특정 파장만을 추출하는 단색화장치(MC);상기 특정 파장을 갖는 음극선발광 광자(CL photon)를 검출하는 광전자증폭관(PMT); 및상기 검출된 음극선발광 광자(CL photon)의 시간지연 정보를 측정하는 시간 상호 관련 단광자 계산 장치(TCSPC)를 포함하는 것인 음극선발광 초고속 전자 현미경.

제7항에 있어서,상기 시드 레이저부에서 발생된 레이저펄스(Laser pulse)의 신호를 시간 상호 관련 단광자 계산 장치(TCSPC)에 전달하는 전달부;를 더 포함하는 것인 음극선발광 초고속 전자 현미경.

제1항에 있어서,상기 수집부에서 수집된 음극선발광 광자(CL photon)의 신호를 받아 시드 레이저부의 레이저 펄스(Laser pulse)의 생성을 중단시키는 중단부;를 더 포함하는 것인 음극선발광 초고속 전자 현미경.

시드 레이저부로부터 레이저펄스(Laser pulse)를 생성시키는 단계;상기 레이저펄스(Laser pulse)로부터 광음극부를 통해 전자펄스(electron pulse)를 생성시키는 단계;상기 전자펄스(electron pulse)를 프로브부를 통해 시료의 원하는 부위에 조사시키는 단계;상기 전자펄스(electron pulse)에 조사된 시료로부터 발생한 음극선발광 광자(CL photon)를 수집부를 통해 수집하는 단계;상기 수집된 음극선발광 광자(CL photon)로부터 스펙트럼부를 통해 기록된 음극선발광 스펙트럼(CL-spectrum)을 얻는 단계; 및상기 수집된 음극선발광 광자(CL photon)로부터 시간분해부를 통해 기록된 시간 분해된 음극선발광(tr-CL)을 얻는 단계;를 포함하는 음극선발광 측정방법.

제10항에 있어서,상기 시드 레이저부로부터 생성된 레이저펄스(Laser pulse)를 가속부를 통해 고에너지를 갖는 레이저펄스(Laser pulse) 가속화시키는 단계;를 더 포함하는 것인 음극선발광 측정방법.

제10항에 있어서,상기 시료에 조사된 전자펄스(electron pulse)로부터 구조분석부를 통해 시료의 구조 정보를 수집하는 단계;를 더 포함하는 것인 음극선발광 측정방법.

제10항에 있어서,상기 수집부에서 수집된 음극선발광 광자(CL photon)의 신호로부터 중단부가 시드 레이저부의 레이저 펄스(Laser pulse)의 생성을 중단시키는 단계;를 더 포함하는 것인 음극선발광 측정방법.

제10항에 있어서,상기 시간 분해된 음극선발광(tr-CL)을 얻는 단계는상기 시드 레이저부에서 발생된 레이저펄스(Laser pulse)의 신호를 전달부가 받아 시간분해부의 시간 상호 관련 단광자 계산 장치(TCSPC)에 전달하는 단계;시간분해부의 단색화장치(MC)를 통해 상기 수집부로부터 수집된 음극선발광 광자(CL photon)부터 특정 파장을 갖는 음극선발광 광자(CL photon)로 추출하는 단계;시간분해부의 광전자증폭관(PMT)를 통해 특정 파장을 갖는 음극선발광 광자(CL photon)를 검출하는 단계;상기 검출된 음극선발광 광자(CL photon)를 시간분해부의 시간 상호 관련 단광자 계산 장치(TCSPC)에 전달하는 단계; 및상기 시간 상호 관련 단광자 계산 장치(TCSPC)가 상기 레이저펄스(Laser pulse)의 신호와 상기 검출된 음극선발광 광자(CL photon) 간의 시간지연을 통해 시간 분해된 음극선발광(tr-CL)을 얻는 단계;를 포함하는 것인 음극선발광 측정방법.

제10항에 있어서,상기 시료의 원하는 부위는 시료의 색상중심(color center)인 것인 음극선발광 측정방법.

제15항에 있어서,상기 색상중심(color center)은 NV0, NV-, H3, N2V, N3, 및 N3V로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것인 음극선발광 측정방법.

제15항에 있어서,상기 시료의 색상중심(color center)의 전하-에너지 전달역학(charge-energy transfer dynamics)을 추적하는 것인 음극선발광 측정방법.

제16항에 있어서,상기 색상중심 H3의 주변에 색상중심 NV0가 다수 분포되어 있는 것인 음극선발광 측정방법.

제18항에 있어서,상기 색상중심 NV0의 에너지가 붕괴된 후, 색상중심 H3의 에너지가 상승하는 것인 음극선발광 측정방법.