„Transmisyjna mikroskopia elektronowa”

„Transmisyjna mikroskopia elektronowa”
Wykład monograficzny poświęcony charakteryzacji ciał stałych metodami transmisyjnej
mikroskopii elektronowej
dr hab. Piotr Dłużewski, [email protected]
Zakres materiału:
Wprowadzenie: Nobel 1986 - historia powstania pierwszego mikroskopu elektronowego,
podobieństwa i różnice mikroskopii świetlnej i elektronowej, możliwości pomiarowe i tryby pracy
współczesnych mikroskopów elektronowych, przykłady wyników badań.(2)
Budowa: działo elektronowe, monochromator, akcelerator, soczewki magnetyczne, kondensor,
uchwyt preparatu, obiektyw, soczewki pośrednie i projekcyjna, detektory i rejestracja obrazu,
spektrometry promieniowania X, spektrometry strat energii elektronów, filtracja energii, układ
próżniowy, przystawka holograficzna.(2)
Optyka elektronowa: przypomnienie zasad optyki geometrycznej i falowej, zasada działania
soczewki magnetycznej i elektrostatycznej, aberracje układu optycznego, korektor aberracji
sferycznej, funkcja przenoszenia kontrastu, teoria Abbego powstawia obrazów obiektów
periodycznych, zdolność rozdzielcza, limit informacyjny, ocena doskonałości układu optycznego na
podstawie Ronchigramu i tablicy Zemlina. Rekonstrukcja funkcji falowej z serii
niezogniskowanych obrazów, holografia elektronowa, mikroskopia Lorentza.(6)
Kinematyczna teoria rozpraszania: geometria dyfrakcji, atomowy czynnik rozpraszania wiązki
elektronowej, przekroje czynne na rozpraszanie: elastyczne i nieelastyczne, wzór Debaya na
amplitudę fali ugiętej, funkcja rozkładu radialnego, sieć krystaliczna, przestrzeń odwrotna,
konstrukcja Ewalda, wskaźnikowanie elektronogramów, linie Kikuchiego, uporządkowanie
krótkozasięgowe a rozpraszanie dyfuzyjne, obrazy w jasnym i ciemnym polu, strukturalna analiza
fazowa, obrazy dyfrakcyjne wiązki zbieżnej, nanodyfrakcja, precesyjna dyfrakcja elektronowa.(6)
Dynamiczna teoria rozpraszania: rozwiązanie równania falowego metodami funkcji Blocha,
przypadek dwuwiązkowy, górna i dona powierzchnia dyspersji, zjawisko anomalnej absorpcji,
przybliżenie kolumnowe, równania Howie-Whelana, obserwacje pola odkształceń, rozwiązanie
równania falowego metodą wielokrotnych przecięć oraz jej zastosowanie do komputerowej
symulacji obrazów wysoko-rozdzielczych, na przykładzie darmowych programów QSTEM i JEMS.
(8)
Analityczna mikroskopia elektronowa: parametry wiązki i skanującej, obrazy w ciemnym i
jasnym polu, wyznaczanie grubości preparatu, Z-kontrast, ilościowa interpretacja obrazów,
charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie, analiza widma EDXS, zasada działania
detektorów energii kwantów promieniowania X, jakościowa i ilościowa analiza składu
pierwiastkowego, metoda ZAF, spektroskopia strat energii, zasada działania spektroskopu strat
energii elektronów, absorpcja plazmonowa, bliska struktura krawędzi absorpcji i wyznaczanie
wartościowości pierwiastka, obrazowanie z filtracją energii - zastosowanie do wyznaczania map
rozkładu pierwiastkowego. (4)
Metody wykonywania preparatów: mechaniczne, chemiczne, elektrolityczne, wiązką jonową,
metoda FIB. (2)
15 wykładów po 2 godziny. Możliwe jest rozszerzenie wykładu o ćwiczenia w posługiwaniu się
programami komputerowymi do interpretacji elektronogramów (analiza strukturalna) oraz
symulacji obrazów wysoko-rozdzielczych.