Иешкин Алексей Евгеньевич
Татаринцев Андрей Андреевич
«Электронная и зондовая микроскопия»
Описание курса:
Целью курса является знакомство слушателей с физическими основами и возможностями применения современной электронной микроскопии и сканирующей зондовой микроскопии. В результате слушатель курса получит представление о современных методах исследования и модификации поверхности и о той информации, которую можно этими методами получить. Это позволит планировать и проводить исследования различных объектов с использованием методов микроскопии. В рамках курса планируется проведение практических занятий с использованием сканирующего электронного микроскопа и атомно-силового микроскопа.
В рамках части курса по электронной микроскопии (читает доц. А.А. Татаринцев) даны представления о физике взаимодействия сфокусированного электронного пучка с твердотельными средами, об устройстве сканирующего и просвечивающего электронных микроскопов, основных закономерностях генерации различных информативных сигналов: эмиссии вторичных и отраженных электронов, спектроскопии катодолюминесцентного излучения, генерации тормозного и характеристического рентгеновского излучения. Рассмотрены принципы дифракции отраженных и прошедших электронов и получения информации о кристаллографии исследуемых образцов. Также в рамках курса будут рассмотрены дополнительные методы электронной микроскопии, такие как микротомография в отраженных электронах и методы измерение поверхностного электронно-индуцированного потенциала. Дополнительно будет представлены методы структурирования электронным пучком: электронно-лучевая литография и электронно-индуцированное осаждение и травление.
Вторая часть курса (читает в.н.с. Иешкин А.Е.) посвящена рассмотрению физических принципов и методов сканирующей зондовой микроскопии. Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) – набор мощных методик исследования локальных свойств поверхности, таких как особенности рельефа, пьезоэлектрические и магнитные свойства, локальные емкость и проводимость поверхности. Современные научные и технологические процессы в электронике, фотонике и других областях, связанные с исследованием и модификацией свойств поверхности, нанесением тонких пленок, формированием наноструктур, сложно представить без СЗМ контроля на всех этапах процесса. В последние годы были усовершенствованы и получили широкое распространение методы микроскопии ближнего поля (СБОМ) и сканирующей ионной микроскопии (SICM). Первый из них позволяет наблюдать оптические свойства материалов с разрешением, превосходящим дифракционный предел. Второй используется в биомедицинских исследованиях для изучения живых систем. Кроме способов исследования поверхности, в курсе будут рассматриваться возможности её модификации с наноразмерным разрешением - анодно-окислительная и силовая литография, способы перемещения отдельных атомов и осуществления локальных химических реакций.
План курса:
Лекция 1
Введение в электронную микроскопию.
Лекция 2
Электронная оптика часть 1.
Лекция 3
Электронная оптика часть 2.
Лекция 4
Электронная оптика часть 3.
Лекция 5
Катоды и электронные пушки электронной микроскопии
Лекция 6
Взаимодействие электронов с поверхностью часть 1.
Лекция 7
Взаимодействие электронов с поверхностью часть 2.
Лекция 8
Взаимодействие электронов с поверхностью часть 3.
Лекция 9
Принцип формирования изображения и детекторы электронных микроскопов.
Лекция 10
Рентгеновский микроанализ в электронном микроскопе. Оже-электронная микроскопия.
Лекция 11
Дифракция электронов в микроскопии.
Лекция 12
Наноструктурирование электронными и ионными пучками.
Лекция 13
Измерение поверхностного электронно-индуцированного потенциала, одноконтактного и двухконтактного наведенного тока.
Лекция 14
Просвечивающий и просвечивающе-сканирующий электронный микроскопы.
Лекция 15
Микротомография в отраженных электронах.
Лекция 16
Пробоподготовка образцов для электронной микроскопии
Лекция 17
Практические работы по электронной микроскопии (введение в работу на СЭМ, изображение во вторичных электронах, получение композиционного и топографический контрастов).
Лекция 18
Практические работы по электронной микроскопии (Рентгеновский микроанализ).
Лекция 19
Введение в СЗМ.
Лекция 20
Реализация перемещений в СТМ.
Лекция 21
Основы теории колебаний.
Лекция 22
Алгоритмы электроники в СТМ.
Лекция 23
Силовое воздействие на зонд в АСМ.
Лекция 24
Зонд в АСМ.
Лекция 25
Статический режим АСМ.
Лекция 26
Структура данных СЗМ и методы их обработки 1 часть.
Лекция 27
Структура данных СЗМ и методы их обработки 2 часть.
Лекция 28
Динамический режим АСМ.
Лекция 29
Двухпроходные методики АСМ
Лекция 30
Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) 1 часть.
Лекция 31
Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) 2 часть.
Лекция 32
Туннельная спектроскопия.
Лекция 33
Наноструктурирование поверхности с помощью СЗМ 1 часть.
Лекция 34
Наноструктурирование поверхности с помощью СЗМ 2 часть.
Лекция 35
Сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия.
Лекция 36
Сканирующая микроскопия ионной проводимости
