Целью освоения дисциплины «Аналитические методы растровой электронной микроскопии» является освоение студентами V курса физического факультета ТГУ теоретических основ методов растровой электронной микроскопии, электронно-зондового рентгеноспектрального анализа и знакомство с практическими методами работы на электронном микроскопе.
Изучение дисциплины предполагает выполнение следующих задач:
- знакомство с устройством растрового электронного микроскопа;
- изучение физических принципов построения изображения и формирования контраста в растровой электронной микроскопии; принципов рентгеноспектрального анализа, использования метода для изучения кристаллической структуры твердых тел;
- знакомство с некоторыми практическими методами исследования поверхности металлических сплавов, их элементного состава, анализа кристаллографических разориентировок зеренной структуры.
Дисциплина «Аналитические методы растровой электронной микроскопии» относится к дисциплинам по выбору магистерской программы «Физика конденсированного состояния вещества». Содержательно она знакомит с методическими возможностями современных растровых электронных микроскопов, основами теории электронно-микроскопического контраста, рентгеноспектрального и электронографического анализа кристаллических объектов, формирует представления о практических методах работы на электронном микроскопе.
Содержание дисциплины
1. Введение. Устройство растрового электронного микроскопа.
Методические возможности растровой электронной микроскопии и области его применения в современной науке. Устройство растрового электронного микроскопа. Разрешающая способность и глубина фокуса растрового электронного микроскопа
2. Формирование изображения в растровом электронном микроскопе
Ход лучей в электронном микроскопе. Принципы формирования изображения во вторичных и упруго-рассеяных электронах. Виды контраста.
3. Рентгеноспектральный элементный анализ.
Генерация рентгеновского излучения. Некоторые соотношения характеристического рентгеновского излучения. Регистрация рентгеновского излучения. Качественный и количественный элементный анализ. Метод трех поправок.
4. Дифракция упруго - рассеянных электронов
Закон Брегга. Регистрация картины дифракции упруго-рассеянных электронов Геометрия электронограмм. Влияние дефектной структуры поверхностного слоя объекта. Анализ разориентировок, текстуры, размеров зерен и субзерен.
Приблизительные вопросы для зачета
- Устройство растрового электронного микроскопа.
- Разрешающая способность растрового электронного микроскопа глубина фокуса.
- Формирование изображения в рэм.
- Интенсивность сигнала отраженных электронов.Контраст, обусловленный различием в атомном номере.
- Интенсивность сигнала вторичных электронов.
- Контраст, обусловленный рельефом, магнитный контраст, вольтов контраст.
- Рентгенспектральный микроанализ.
- Генерация рентгеновского характеристического излучения.
- Чувствительность микроанализа.
- Количественный рентгеноспектральный микроанализ. Метод трех поправок.
- Дифракция обратно рассеянных электронов. Формирование кикучи-линий.
Литература
- Практическая растровая электронная микроскопия. Под ред. Дж. Гоулдстейна и Х. Яковица. - Изд. “Мир”. - Москва, 1978. - 656 с.
- Черепин В.Т., Васильев М.А. Методы и приборы для анализа поверхности материалов. Изд. "Наукова думка". – Киев, 1982. – 398 с.
- Физические основы рентгеноспектрального локального анализа. Перев. с англ., под ред. Боровского И.Б. Изд. "Наука", Москва, 1973. 310 с.
- Electron Backscatter Diffraction in Materials Science Edited by A.J. Schwartz, M. Kumar and B.L. Adams. Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2000, - 340 p.
- Павлинский Г.В. Основы физики рентгеновского излучения.- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 240с.