KMT/MSA*M - Metody strukturní analýzy (2022)
KMT/MSA*M - Metody strukturní analýzy (2022)
Topic outline
-
Cílem předmětu je získání přehledu o zobrazovacích a analytických metodách využívaných pro charakterizaci struktury a složení materiálů, vysvětlení fyzikálních principů metod, seznámení s instrumentací a aplikačními možnostmi.
Zobrazovací metody
- Úvod, metody strukturní analýzy. Metody zobrazovací a analytické.
- Interakce primárního elektronového svazku s pevnou látkou, rastrovací (skenovací) elektronová mikroskopie (REM, SEM). Tvorba obrazu u REM, kontrast chemický a topografický. Požadavky na vzorky, příprava vzorků. Využití REM.
- Transmisní elektronová mikroskopie (TEM) - charakteristiky, schéma transmisního mikroskopu, základní konstrukční prvky. Tvorba a interpretace obrazu, rozptylový a difrakční kontrast.
- Difrakce elektronů. Difrakční konstanta, difrakční obrazce a jejich interpretace. Příprava vzorků pro TEM, využití.
- Mikroskopie rastrující sondy (SPM). Obecná charakteristika metod, rozdělení podle druhu interakce (STM, AFM, SNOM, MFM,…). Rastrovací tunelová mikroskopie (STM) - princip a využití, spojení s REM.
- Mikroskopie atomových sil (AFM), princip a využití. Odvozené metody.
Analytické metody
- Optická emisní spektroskopie (OES) – vznik a záznam atomového spektra. Moderní metody OES (GDOES, ICP, DCP)
- Elektronová mikroanalýza. Princip, detekce záření. Elektronová mikrosonda. Energiově disperzní analýza (EDA), vlnově disperzní analýza (WDA).
- Metody analýzy povrchu. Všeobecný princip, používané metody – AES, SIMS, XPS, princip a využití.
- Strukturní rentgenografie. Vznik a vlastnosti rtg záření, interakce rtg záření s pevnou látkou. Strukturní rentgenografie – využití difrakce rtg záření ke studiu struktury, Braggova rovnice.
- Difrakce na krystalové mřížce, Laueho rovnice, Ewaldova konstrukce.
- Experimentální metody difrakční analýzy. Moderní metody fázové analýzy.
- Difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD). Principy, instrumentace. Aplikace EBSD.
-
-
Dostupno prezenčně v knihovně TUL.
-
Dostupno v knihovně TUL v počtu 3 ks (+2 ks CD-ROM).
-
Dostupno v knihovně TUL v počtu 2 ks.
-
-
Význam strukturní analýzy, metody zobrazovací a analytické. Současné možnosti strukturní analýzy, propojení zobrazovací a analytické funkce.
-
Interakce elektronů s pevnou látkou, mechanismy rozptylu, emise elektronů ze vzorku. Skenovací elektronová mikroskopie - schema, konstrukční prvky.Tvorba obrazu, kontrast chemický a topografický. Pracovní režimy, LVST detektor. Artefakty a chyby zobrazení. Příprava vzorků. Aplikace v materiálovém inženýrství.
-
Transmisní elektronová mikroskopie, schéma mikroskopu, konstrukční prvky. Tvorba a interpretace obrazu, difrakce elektronů, difrakční obrazce v TEM. Příprava vzorků, aplikace. TEM s vysokým rozlišením (HRTEM)
-
Obecná charakteristika metod, princip zobrazení, obecné konstrukční schéma. Rastrovací tunelová mikroskopie (STM) - princip zobrazení, zobrazovací režimy, možnosti a aplikace. Mikroskopie atomárních sil (AFM) - princip zobrazení, zobrazovací režimy, možnosti a aplikace. Metody odvozené z AFM a STM.
-
Charakteristika a rozdělení spektroskopických metod. Optická emisní spektroskopie (OES) - záznam a interpretace atomového spektra. Základní schéma OES, instrumentace. Spektrosopické přístroje, klasické a moderní metody. Automatická emisní spektrální analýza kovů. OES s buzením v doutnavém výboji, OES s buzením v plazmatu.
-
Ramanova spektroskopie - Ramanův rozptyl, Ramanovo spektrum,, instrumentace metody, aplikace. Infračervená (IR) spektroskopie, principy, instrumentace, interpretace IR spekter. UV/VIS spektroskopie - principy a využití.
-
Charakteristika metody, vznik charakteristického rtg záření. Charakteristické spektrum, možnosti detekce. Energiově disperzní a vlnově disperzní analýza, instrumentace. Kvalitativní a kvantitativní analýza. Elektronová mikroanalýza v praxi - požadavky na vzorky, příprava. Omezení analýzy. Metody, využití. X-ray fluorescenční spektroskopie (XRF) - principy, instrumentace, využití.
-
Specifika analýzy povrchových vrstev, metody. Augerova spektroskopie, princip, detekce Augerových elektronů, instrumentace. Interpretace spektra, využití metody. Fotoelektronová spektroskopie - princip, interpretace fotoelektronového spektra, instrumentace, aplikace. Hmotnostní spektroskopie sekundárních iontů - princip, instrumentace, využití.
-
Difrakce rtg záření na krystalu - využití rtg záření ke studiu struktury krystalů. Základní krystalografické pojmy, opakování. Braggova rovnice, odvození, význam. Interpretace difraktogramů, reciproká mříž. Laueho rovnice, geometrická formulace difrakční podmínky - Ewaldova konstrukce.
-
Metody a aplikace. Experimentální metody rtg difrakční analýzy - metody studia monokrystalů, metody studia polykrystalických materiálů. Difraktometry pro fázovou analýzu. Interpretace difraktogramů. Difrakce na amorfních materiálech, porovnání elektronové difrakce a difrakce rtg záření.
-
Základy teorie difrakce. Amplituda rozptylu, atomový rozptylový faktor. Strukturní faktor, jev vyhasínání difrakcí, příklady.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-