Upload
dash
View
50
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
2.6 Mikroskopy. dopadaj ící e. interak ční objem. (ne)pružnĕ rozptýlené e. prošlé e. elektronov ý mikroskop. poč. 30. let: elektronový mikroskop (horsi rozliseni nez opticke). omezení optických mikroskopů …. světlo: 0.5 m. vidět více!. elektron také vlna - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
elektronový mikroskop
dopadající e
interakční objem
prošlé e
(ne)pružnĕ rozptýlené e
TEM
SEM
transmisní elektronový mikroskop
omezení optických mikroskopů …. světlo: 0.5 m
vidět více!
poč. 30. let: elektronový mikroskop(horsi rozliseni nez opticke)
elektron také vlnavelká en. malá vidíme Å
Transmisní elektronový mikroskop (TEM)•Vysoké energie elektronů ~200 – 400 keV•Sub-nanometrové rozlišení•Nutnost přípravy tenkých vzorků ~10 nm •Vysoká pořizovací cena (~10 mil. Kč)
První československý TEM (1950)
Moderní mikroskopy elektronová dělo 300 keV
TEM v materiálovém výzkumu – studium defektů a rozhraní mezi materiályAtomové rozlišení
nanotubes
řádkovací elektronový mikroskop, učebna fyzikálního praktika
řádkovací elektronový mikroskop (SEM .. scanning electron microscope)
• mladší bratr TEM• nižší enerige 20-40 keV• menší rozlišení (1 nm), • odpadá nutnost přípravy tenkých vzorků • široké využití v materiálovém výzkumu i biologii
dopadající e
interakční objem
prošlé e
(ne)pružnĕ rozptýlené e
TEM
SEM sekundární e
charakteristické rtg
slitina Cu-Nb-Fe
Augerovy e
zpětný odraz
Augerovy elektrony
Au na povrchu Si(111)
Charakteristické rtg složení vzorku
Energie (keV)
Inte
nzita
obrázky ze SEM (neomezená hloubka ostrosti x optika)
kapičky Sn na povrchu GaAs
toaletní papír ( x 500)
radiolara ( x 750)inj. stříkačka (x 100)
černá vdova (x 500)
http://www.mos.org/sln/sem/sem.html http://www.tescan.com/en/gallery
Scanning Probe Microscopes (SPM). Využití atomových hrotů.
Základ všech technik: a) ostrý hrot – poloměr od 1-20 nm, ideálně 1 atom na konci hrotub) piezoscanner – využití piezoelektrického jevu:
napětí na piezoel. materiálu mřížová konstanta (měním délku)
Binnig, Rohrer (1986 N.c.)
Gerd Binnig* 1947
Heinrich Rohrer* 1933
STM (scanning tunneling microscope)
1965-71 Russell D. Young
(Topografiner)
Uměřím proud(kvantový tunelový jev)
I ~ e-d
vakuum
+-
IPC
Gd na povrchu W,modré - místa adsorpce H
povrch Auhttp://www.physics.purdue.edu/nanophys/stm.html
STM obrázek atomu Au na povrchu Cu(111) potaženém NaCl – dva různé nábojové stavy.
http://www.almaden.ibm.com/vis/stm/gallery.html
D.M. Eigler, E.K. Schweizer. Positioning single atoms with a scanning tunneling microscope. Nature 344, 524-526 (1990).
STM rounds up electron waves at the QM corral. Physics Today 46 (11), 17-19 (1993).
M.F. Crommie, C.P. Lutz, D.M. Eigler, E.J. Heller. Waves on a metal surface and quantum corrals. Surface Review and Letters 2 (1), 127-137 (1995). (atomy Fe na povrchu (111) Cu)
Cu on Cu (111)SPECS Scientific Instruments, Inc. 9 K 12 K
AFM (atomic force microscope)
Mikroskopie atomárních sil
SSííly ply půůsobsobííccíí na AFM hrot na AFM hrot Lennard Jonesův potenciál
Kontaktní AFM
Tapping mode(nejčastěji používaná nekontaktní metoda)
rezonanční frekvence ramena - v závisloti na charakteru sil se mění frekvence – feedback udrzuje frekvenci konstantni.
Vetsi trvanlivost hrotu, mensi poskozeni vzorku.
proměnné prohnutí ramena konstantní prohnutí ramena
měřítko:10-10
10-6
10-4x 108
10-2m102 m104 m
x 104
přesná detekce prohnutí
- laser + detektor
pružná ramena
mk
21f
ostré hroty
vysoké rozlišení detekce pozice hrotu-piezoel. materiály
zpětná vazba
~ nm - nm
MFM (magnetic force microscope)
F ~ m.H
m: magnetický moment hrotu
H: magnetické pole vzorku
DCAC
AFM MFM20m x 20 m
Wang et al., Nature 439, 303-306 (2006)
rozdílné sondy různé pohledy na tentýž objekt !!
TEM SEM STM AFM MFM
rozlišení ~ 1 nm ~ 10nm - 1m ~ Å ~ Å
pomalejší
vzorek v kapalině(AFM) - biologie
rychlé, můžeme pozorovatvětší objekty, časový vývoj
rozdílné sondy různé pohledy na tentýž objekt !!
magnetický stav
krystaly lysozomudifrakce (LEED, synchrotron, ....)
rozlišení > 0.1 Å