Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Mikroskopie rastrovací sondou a el. mikroskopie

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 9360-0143/04
Zkratka SPM+EM
Název předmětu česky Mikroskopie rastrovací sondou a el. mikroskopie
Název předmětu anglicky Scanning probe microscopy and electron microscopy
Kreditů 3
Garantující katedra Centrum nanotechnologií
Garant předmětu doc. Ing. Vladimír Tomášek, CSc.

Osnova předmětu

1. Historie optické mikroskopie, optické mikroskopy, zobrazování pomocí světla. Objev elektronu, konstrukce prvního elektronového mikroskopu. Vlnová délka, urychlovací napětí,rozlišovací schopnost, výpočet rozlišení a zvětšení.
2. Základní typy elektronových mikroskopů, rozdíl v konstrukci skenovacího a transmisního mikroskopu. Rozdíl v přípravě vzorků, způsob získávání obrazu, obraz reálný a virtuální, instrumentace elektronových mikroskopů.
3. Vakuové systémy elektronových mikroskopů. Osvětlovací systém, typy zdrojů elektronů. Termoemise, studená emise, emisní proud a proud sondy.
4. Vady zobrazování, chromatická vada, astigmatismus. Hloubka ostrosti. Elektromagnetické čočky.
5. Interakce elektronů s hmotou, typy srážek, sekundární (SE) a zpětně odražené elektrony (BSE). Detektory SE a BSE, fázový (materiálový) a topografický kontrast, excitační objem. Nabíjení preparátu a jeho eliminace.
6. Zobrazení v transmisní elektronové mikroskopii - tmavé a světlé pole, HAADF. Obrazová analýza, analýza velikostní distribuce částic. Virtuální elektronová mikroskopie.
7. Příprava vzorků pro skenovací elektronovou mikroskopii. Příprava tenkých vrstev, naprašování kovem, uhlíkem. Přístrojová technika a pomůcky pro přípravu vzorků, zásady správné přípravy. Artefakty.
8. Analytický elektronový mikroskop. Charakteristické rentgenové záření, typy přechodů, spojité záření. Podmínky pro získání reprezentativního rtg. spektra v prvkové analýze. Energiová a vlnově disperzní rentgenová analýza, typy detektorů. Liniová analýza a mapování. Augerovy elektrony a EELS.
9. Dvousvazkové mikroskopy (dual beam), využití iontového svazku. Interakce iontového svazku s hmotou. Skenovací transmisní elektronový mikroskop. Práce v režimu nízkého vakua. Stolní elektronové mikroskopy.
10. Propojení elektronové mikroskopie s mikroskopií atomárních sil. Korelativní mikroskopie. Kombinace elektronové mikroskopie s jinými analytickými technikami (Ramanova spektroskopie, hmotnostní spektroskopie).
11. Teoretické základy metod mikroskopie rastrovací sondou (SPM). Rozdělení jednotlivých technik SPM. Základní konstrukční prvky mikroskopů.
12. Skenery a chyby skenerů, Skenovací tunelová mikroskopie (STM). Měřicí módy STM a jejich příklady.
13. Základní principy mikroskopie atomárních sil (AFM). Interakce hrotu s povrchem vzorku. Detekce ohybu raménka. Síly mezi hrotem a raménkem. Bodová spektroskopie. Force distance (FD) křivky.
14. Základní měřicí techniky AFM. Základní 2D a 3D techniky - kontaktní, semikontaktní a nekontaktní mód. Seznámení s ostatními režimy měření AFM - např. LFM, MFM, litografie, mnohaprůchodové techniky a další.

Povinná literatura

VŮJTEK, Milan, Roman KUBÍNEK a Miroslav MAŠLÁŇ. Nanoskopie. Olomouc: Univerzita Palackého, 2012. ISBN 978-80-244-3102-4.
BONNELL, D. editor. Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy. Theory, Techniques and Applications. Wiley-VCH, 2001.
WATT, I., M.: The Principles and Practice of Electron Microscopy. Cambridge University Press,1997.
KARLÍK, Miroslav. Úvod do transmisní elektronové mikroskopie. Praha: Nakladatelství ČVUT, 2011. ISBN 978-80-01-04729-3.

Doporučená literatura

KUBÍNEK. Roman, Milan VŮJTEK a Miroslav MAŠLÁŇ. Mikroskopie skenující sondou. Olomouc: Univerzita Palackého, 20003. ISBN 80-244-0602-0.
JONŠTA, Zdeněk a Vlastimil VODÁREK. Strukturně fázová analýza II. Ostrava: Texty PGS VŠB-TU, 1999.
HULÍNSKÝ, Václav a Karel JUREK. Zkoumání látek elektronovým paprskem. Praha: SNTL, 1982.
YAO N., WANG Z. L. Handbook of microscopy for nanotechnology. Kluwer Academic Publishers, 2005.
JANDOŠ, František, Ríša ŘÍMAN a Antonín GEMPERLE. Využití moderních laboratorních metod v metalografii. Praha: SNTL, 1985.
KRATOŠOVÁ, Gabriela, Kateřina DĚDKOVÁ, Ivo VÁVRA a Fedor ČIAMPOR. Investigation of nanoparticles in biological objects by electron microscopy techniques. In: Intracellular Delivery II: Fundamentals and Applications (Eds: Aleš Prokop, Y. Iwasaki, A. Harada), Springer Verlag, 2014.