Исследования материалов методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии

Авторы: А.В.Гаршев (кандидат химических наук, научный сотрудник, ФНМ МГУ), В.И.Путляев (кандидат химических наук, доцент, Химфак МГУ)

Лектор:  Гаршев Алексей Викторович

Целью курса является теоретическое и практическое освоение слушателями наиболее распространенных методов анализа материалов с использованием растровых и просвечивающих электронных микроскопов. В курсе будут рассмотрены устройства основных узлов электронных микроскопов, описана работа детекторов и рассмотрены примеры исследования некоторых материалов. Курс предназначен для студентов старших курсов, дипломников, магистров и аспирантов ВУЗов, занимающихся исследовательской работой в области материаловедения, металловедения, разработки ультрадисперсных материалов, а также ученых-синтетиков, использующих электронную микроскопию как метод исследования материалов. В курс включена информация, необходимая как для обработки уже имеющихся данных, полученных на растровом или просвечивающем электронном микроскопе, так и для практической работы на приборе. Для полного понимания и осмысления изложенной информации целевая аудитория должна дополнительно прослушать курсы лекций по структурным методам анализа конденсированного состояния вещества и по физическим методам анализа элементного состава материалов.

План лекций:

Взаимодействие ускоренных электронов с веществом.

Приведены описания физических процессов, имеющих место при взаимодействии электронов с массивными и тонкими образцами. Рассмотрены принципиальные возможности электронных микроскопов в случае их применения для анализа материалов.

Устройство электронных микроскопов.

Описано техническое оснащение, общая конструкция электронных микроскопов и характеристики аналитической информации, получаемой с использованием различно оснащенных микроскопов. В раздел включены некоторые комментарии по истории развития электронной микроскопии.

Растровая электронная микроскопия (РЭМ).

Рассматриваются теоретические основы возникновения топографического и элементного контраста, обсуждаются некоторые проблемы интерпретации аналитической информации при исследовании трехмерных объектов.

Количественный и полуколичественный рентгеноспектральный микроанализ на РЭМ.

Описываются физические принципы анализа, кратко рассказывается об истории развития метода и основных подходах к обработке аналитической информации.

Подготовка образцов для исследования на РЭМ.

Основной темой данной лекции является подготовка диэлектрических и электропроводящих массивных и порошковых образцов для анализа на растровом электронном микроскопе.

Просвечивающая электронная микроскопия.

Освещаются теоретические основы методов ПЭМ, обсуждаются некоторые проблемы интерпретации аналитической информации. Описываются возможности, достоинства и недостатки распространенных методик анализа.

Дифракция ускоренных электронов при взаимодействии с кристаллическими материалами.

Основными темами лекции являются: физические принципы возникновения электронной дифракции, методики получения картин дифракции электронов в ПЭМ, применение ПЭМ для анализа кристаллических структур материалов.

Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения.

Приводятся описание методов позволяющих достигать высокого разрешения, рассматриваются примеры программ, применяемых для интерпретации экспериментальных данных.

Элементный анализ с использованием ПЭМ.

Лекция посвящена описанию методик, применяемых в ПЭМ для полуколичественного анализа элементного состава материалов: рентгеноспектральный микроанализ, спектроскопия характеристических потерь энергии электронов.

Подготовка образцов для исследования на ПЭМ.

Основной темой данной лекции является подготовка образцов для анализа на просвечивающем электронном микроскопе.