Proč elektronový mikroskop?

Podobné dokumenty
Elektronová mikroskopie SEM, TEM, AFM

Techniky mikroskopie povrchů

Elektronová Mikroskopie SEM

METODY ANALÝZY POVRCHŮ

Metody skenovací elektronové mikroskopie SEM a analytické techniky Jiří Němeček

DIFRAKCE ELEKTRONŮ V KRYSTALECH, ZOBRAZENÍ ATOMŮ

Zobrazovací metody v nanotechnologiích

Testování nanovlákenných materiálů

SKENOVACÍ (RASTROVACÍ) ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE

Analýza vrstev pomocí elektronové spektroskopie a podobných metod

Vlnová délka světla je cca 0,4 µm => rozlišovací schopnost cca. 0,2 µm 1000 x víc než oko

ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE V TEXTILNÍ METROLOGII

Elektronová mikroskopie a RTG spektroskopie. Pavel Matějka

Testování nanovlákenných materiálů. Eva Košťáková KNT, FT, TUL

Difrakce elektronů v krystalech, zobrazení atomů

Difrakce elektronů v krystalech a zobrazení atomů

Mikroskopie se vzorkovací sondou. Pavel Matějka

Testování nanovlákenných materiálů

Skenovací tunelová mikroskopie a mikroskopie atomárních sil

C Mapy Kikuchiho linií 263. D Bodové difraktogramy 271. E Počítačové simulace pomocí programu JEMS 281. F Literatura pro další studium 289

4 ZKOUŠENÍ A ANALÝZA MIKROSTRUKTURY

Mikroskopické techniky

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření

Transmisní elektronová mikroskopie Skenovací elektronová mikroskopie Mikroskopie skenující sondou. Mikroskopické metody SEM, TEM, AFM

INTERAKCE IONTŮ S POVRCHY II.

Mikroskopie rastrující sondy

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenografie, RTG prášková difrakce

Laboratoř charakterizace nano a mikrosystémů: Elektronová mikroskopie

Základem AFM je velmi ostrý hrot, který je upevněn na ohebném nosníku (angl. cantilever, tento termín se používá i v češtině).

Co je litografie? - technologický proces sloužící pro vytváření jemných struktur (obzvláště mikrostruktur a nanostruktur)

Metody charakterizace

Mikroskop atomárních sil

ANALYTICKÝ PRŮZKUM / 1 CHEMICKÉ ANALÝZY ZLATÝCH A STŘÍBRNÝCH KELTSKÝCH MINCÍ Z BRATISLAVSKÉHO HRADU METODOU SEM-EDX. ZPRACOVAL Martin Hložek

MIKROSKOPIE JAKO NÁSTROJ STUDIA MIKROORGANISMŮ

Spektroskopie Augerových elektronů AES. KINETICKÁ ENERGIE AUGEROVÝCH e - NEZÁVISÍ NA ENERGII PRIMÁRNÍHO ZDROJE

ANALYTICKÝ PRŮZKUM / 1 CHEMICKÉ ANALÝZY DROBNÝCH KOVOVÝCH OZDOB Z HROBU KULTURY SE ZVONCOVÝMI POHÁRY Z HODONIC METODOU SEM-EDX

Elektronová mikroskopie a mikroanalýza-2

Chemie a fyzika pevných látek p2

TRANSMISNÍ ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE

Charakterizace materiálů I KFY / P224. Martin Kormunda

Optická konfokální mikroskopie a mikrospektroskopie. Pavel Matějka

Studium vybraných buněčných linií pomocí mikroskopie atomárních sil s možným využitím v praxi

Mikroskop atomárních sil: základní popis instrumentace

Pohledy do Mikrosvěta

TRANSMISNÍ ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE

Fyzikální metody nanášení tenkých vrstev

Optika pro mikroskopii materiálů I

Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace. Katedra materiálů TU Liberec

EXKURZE DO NANOSVĚTA aneb Výlet za EM a SPM. Pracovní listy teoretická příprava

3. Vlastnosti skla za normální teploty (mechanické, tepelné, optické, chemické, elektrické).

CHARAKTERIZACE MORFOLOGIE POVRCHU (Optický mikroskop, SEM, STM, SNOM, AFM, TEM)

EM, aneb TEM nebo SEM?

2. Určete frakční objem dendritických částic v eutektické slitině Mg-Cu-Zn. Použijte specializované programové vybavení pro obrazovou analýzu.

ŠTĚRBINOVÁ LAMPA PODKLADY PRO CVIČENÍ

Elektronová mikroskopie

Chemie a fyzika pevných látek l

Úvod do fyziky tenkých vrstev a povrchů. Spektroskopie Augerových elektron (AES), elektronová mikrosonda, spektroskopie prahových potenciál

VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE PRO PŘEDMĚT INSTRUMENTÁLNÍ ANALYTICKÉ METODY VE FARMACEUTICKÉ TECHNOLOGII

CÍLE CHEMICKÉ ANALÝZY

Fotoelektronová spektroskopie ESCA, UPS spektroskopie Augerových elektronů. Pavel Matějka

Moderní mikroskopické techniky

Typy světelných mikroskopů

Věra Mansfeldová. Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR, v. v. i.

J = S A.T 2. exp(-eφ / kt)

Elektronová mikroskopie II

Bezpečnostní inženýrství. - Detektory požárů a senzory plynů -

Lupa a mikroskop příručka pro učitele

F6450. Vakuová fyzika 2. Vakuová fyzika 2 1 / 32

Optické metody a jejich aplikace v kompozitech s polymerní matricí

Základní pojmy a vztahy: Vlnová délka (λ): vzdálenost dvou nejbližších bodů vlnění kmitajících ve stejné fázi

LEED (Low-Energy Electron Diffraction difrakce elektronů s nízkou energií)

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

Mikroskopie a zobrazovací technika. Studentská 1402/ Liberec 1 tel.: cxi.tul.cz

Elektron elektronová sekundární emise

Nejdůležitější pojmy a vzorce učiva fyziky II. ročníku

27. Vlnové vlastnosti světla

JIŘÍ HÁJEK, ANTONÍN KŘÍŽ

Metody analýzy povrchu

Princip rastrovacího konfokálního mikroskopu

CHARAKTERIZACE MIKROSTRUKTURY OCELÍ POMOCÍ POMALÝCH A VELMI POMALÝCH ELEKTRONŮ

Transmisní elektronová mikroskopie (TEM)

Optická mikroskopie a spektroskopie nanoobjektů. Nanoindentace. Pavel Matějka

2. Vyhodnoťte získané tloušťky a diskutujte, zda je vrstva v rámci chyby nepřímého měření na obou místech stejně silná.

Vybrané spektroskopické metody

HODNOCENÍ VRYPOVÉ ZKOUŠKY SVĚTELNOU A ŘÁDKOVACÍ ELEKTRONOVOU MIKROSKOPIÍ EVALUATION OF THE SCRATCH TEST BY LIGHT AND SCANNING ELECTRON MICROSCOPY

Metody analýzy povrchu

Některé poznatky z charakterizace nano železa. Marek Šváb Tereza Nováková Martina Müllerová Jan Šubrt Karel Závěta Eva Gregorová

Ionizační manometry. Při ionizaci plynu o koncentraci n nejsou ionizovány všechny molekuly, ale jenom část z nich n i = γn ; γ < 1.

Fluorescenční mikroskopie

V001 Dokončení a kalibrace experimentálních zařízení v laboratoři urychlovače Tandetron

Studijní opora pro předmět Technologie elektrotechnické výroby

Elektronová mikroskopie (jemný úvod do SEM, TEM) Rostislav Medlín NTC, ZČU

SPECIÁLNÍ METODY OBRÁBĚNÍ SPECIÁLNÍ METODY OBRÁBĚNÍ

Mikroskopie skenující sondou: teorie a aplikace

STUDIUM KOVOVÝCH MATERIÁLŮ POMOCÍ NÍZKONAPĚŤOVÉ ELEKTRONOVÉ MIKROSKOPIE

Nanolitografie a nanometrologie

Elektronová mikroskopie v materiálovém výzkumu

Podivuhodný grafen. Radek Kalousek a Jiří Spousta. Ústav fyzikálního inženýrství a CEITEC Vysoké učení technické v Brně. Čichnova

M I K R O S K O P I E

Software pro analýzu transportu nosičů náboje u autoemisních katod

Transkript:

Elektronová mikroskopie Historie 1931 E. Ruska a M. Knoll sestrojili první elektronový prozařovací mikroskop,, 1 1939 první vyrobený elektronový mikroskop firma Siemens rozlišení 10 nm 1965 první komerční mikroskop (Cambridge Instruments) 2 Typy elektronových mikroskopů získává obraz povrchu vzorku postupným skenováním po řádcích. Výhody: jednoduchá příprava vzorku, jednodušší interpretace dat využívá elektronového svazku procházejícícho vzorkem. Výhody: vyšší rozlišení a ostrost Je nutné používat velmi tenké vzorky (10-500 nm) Proč elektronový mikroskop? Světelný mikroskop zvětšení 50 1000x, limitováno vlnovou délkou použitého světla Elektrony mají podstatně kratší vlnovou délku, rozlišení elektronového mikroskopu může dosáhnout až hodnoty 1 000 000x 3 4

Interakce elektronů se vzorkem Klepněte pro vložení textu 5 6 Pozorujeme povrch vzorku. Postupně se skenuje po řádcích. Využívá se úzký elektronový paprsek. Jde o nepřímé pozorování výsledný obraz je tvořen sekundárními nebo zpětně-odraženými elektrony. Získaný obraz je monochromatický. Problémem je nabíjení nevodivých vzorků, které znemožňuje pozorování. 7 8

Zdroje elektronů Wolframové vlákno (2 800 C) Krystal LaB 6 (2 100 C) Studené wolframové vlákno, elektrony emitovány působením elektrického pole Schottkyho autoemisní katoda monokrystal wolframu zbroušený do ostrého hrotu vevelmi silném elektrickém poli Elektromagnetické čočky pouze spojky prstence z měkkého železa, nutná vysoká čistota materiálu pracují pouze ve vakuu 9 10 Detektory sekundární elektrony elektrony o nižší energii (<50 ev). zpětně odražené elektrony elektrony s vyšší energií. U těžších prvků dochází k výraznějšímnu zpětnému rozptylu, proto jsou ve výsledném obrázku tmavší než lehké prvky. EDX/EDAX Energiově disperzní spektroskopie. Metoda elementární analýzy. Často součástí nebo elektronové mikrosondy. Využívá RTG záření k excitaci vnitřních elektronů. Slouží hlavně ke stanovení těžších prvků, H, He a Li nelze detekovat. 11 12

Příprava vzorku pro Vzorek nesmí obsahovat vodu nebo jiné těkavé látky. Vzorek musí být stabilní v elektronovém záření. Vzorek by měl být vodivý, aby nedocházelo k nabíjení elektrony. Příprava vzorku pro Vakuové napařování provádí se v silném vakuu (10-7 Pa) tloušťka vrstvy zhruba 20 nm Vakuové naprašování stačí nižší vakuum (10-4 Pa) tloušťka vrstvy zhruba 2 nm Chemická fixace stabilizace vzorku pomocí inertního materiálu nejčastěji se používá glutaralaldehyd a oxid osmičelý 13 14 Transmisní Elektronová Mikroskopie Umnožňuje pozorovat preparáty o tloušťce max. 10-500 nm Vykazuje vysoké zvětšení a velkou rozlišovací schopnost Má velkou hloubku ostrosti Vyžaduje vyšší vakuum než Urychlovací napětí elektronů je 100-400 kv (10-100x vyšší než u ) 15 16

Zobrazovací soustava informaci o vzorku nesou elektrony, které vzorkem prošli je nutné převést elektronové záření na viditelné používá se stínítko pokryté vhodným materiálem, často ZnS rozlišení mikroskopu je dáno velikostí zrn na stínítku, pro velké stínítko by se měla pohybovat kolem 50 nm, pro malé okolo 10 nm Příprava vzorků Vzorek musí být velmi tenký a průhledný Nejčastěji se připravuje zaléváním do pryskyřice, a poté se upravuje na požadovanou tloušťku. 17 18 Atomic Force Microscopy Mikroskopie atomárních sil neoptická mikroskopie dokáže zobrazit 3D model povrchu vzorku ultravysoké rozlišení dokáže zobrazit i atomy dokáže zobrazovat i nevodivé vzorky povrch je snímán velmi tenkým hrotem (Si, Si 3 N 4 ) umístěném na ohebném nosníku (cantileveru) pohyb hrotu je řízen velmi přesným piezoelektrickým mechanismem je možno snímat pouze velmi malé plochy (150 150 µm) s relativně malými nerovnostmi (max. 10-20 µm) 19 20

Dva základní skenovací módy kontaktní může způsobit poškození hrotu sleduje se výchylka hrotu v závislosti na jeho poloze nebo se hrot udržuje při konstantní výchylce a měří se síla potřebná pro potlačení změny výchylky bezkontaktní hrot se nedotýká povrchu vzorku a interaguje s ním pouze pomocí van der Waalsových sil hodnota vdw sil je velmi malá, nosník proto kmitá a zaznamenává se hodnota amplitudy kmitu v některých případech může dávat jiný obraz než kontaktní mód (např. pokud je na povrchu naadsorbovaná kapalina) 21 Zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:_(used)_cantilever_in_scanning_electron_microscope,_magnification_1000x.jpg 22 snímek části procesoru pentium Zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:procesor_486_af M_J_REBIS.png snímek latexového substrátu Zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:latex_afm1.jpg 23 24

Literatura http://en.wikipedia.org/wiki/category:microscopy http://www.microscopy.info/ Elektrónovo optické metódy / Jozef Krištín, Milan Bobák. -- 1. vyd.. -- Bratislava : Univerzita Komenského, 2005. -- 206 s. :. ISBN: 80-223-1996-1 25