Základy elektronové mikroskopie

Garant předmětu:

Miroslav Karlík

Přednášející:

Miroslav Karlík

Cvičící:

Miroslav Karlík

Předmět zajišťuje:

katedra materiálů

Anotace:

Předmět poskytuje studentům úvod do mikroskopických metod používaných při charakterizaci materiálů, tenkých vrstev či nanočástic. Úvodní část je věnována analogii světelné a elektronové mikroskopie a různým typům mikroskopů. Důležitou částí předmětu jsou interakce různých druhů záření a hmoty, matematické formulace a nástroje používané v mikroskopii a popis a funkce jednotlivých částí mikroskopů. Jsou probírány i základy kinematické a dynamické teorie difrakce, typy kontrastu, difrakční a zobrazovací techniky. Zvláštní pozornost je věnována analytickým metodám a technikám zobrazení v atomovém rozlišení.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Historický úvod, různé typy mikroskopů (SEM, FIB, TEM, STEM)

2.Části mikroskopů (vakuový systém, elektronové trysky, magnetické čočky, zobrazení a detekce elektronů)

3.Interakce záření a hmoty (porovnání elektronů, RTG, neutronů), interakční objem, vznikající signály na masivním vzorku a tenké fólii, fyzikální základ difrakce na krystalech (Laueho podmínky, Braggova rovnice, tvarový faktor krystalu, extinkční délka).

4.Rastrovací elektronová mikroskopie - používané signály, detektory.

5.Energiově disperzní RTG záření v SEM, vlnově disperzní spektroskopie RTG záření, další metody analýzy povrchů: Augerova elektronová spektroskopie, fotoelektronová spektroskopie (XPS).

6.Difrakce zpětně odražených elektronů (Electron Backscatter Diffraction - EBSD).

7.Metody přípravy vzorků pro TEM (elektrolytické leštění, iontové bombardování, mechanické leštění, štípání a drcení, repliky, ultramikrotomie).

8.Kinematická a dynamická teorie difrakce, výpočetní software JEMS.

9.Difrakční techniky v TEM, rozložení intenzity v difrakčním obrazci, Kikuchiho linie.

10.Zobrazovací techniky v TEM (rozptylový kontrast, difrakční kontrast, fázový kontrast, elektronová holografie, Lorentzovská elektronová mikroskopie, Z-kontrast, atomové rozlišení, pozorování in situ).

11.Analytická elektronová mikroskopie v TEM (spektroskopie ztrát energie elektronů (EELS), energiově disperzní spektroskopie RTG záření, Energiově filtrovaná transmisní elektronová mikroskopie - EFTEM).

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] M. Karlík, Úvod do transmisní elektronové mikroskopie, Česká technika - nakladatelství ČVUT, Praha, 2011.

[2] D.B. Williams, C. B. Carter, Transmission Electron Microscopy, A Textbook for Materials Science, Springer, 2009

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: