Detail předmětu

Základy elektronové mikroskopie

FEKT-MPC-ZEMAk. rok: 2022/2023

Předmět slouží jako úvod do elektronové mikroskopie. Sdružuje problematiku vakuové techniky, elektronových zdrojů, magnetické a elektrostatické optiky, elektronových detektorů a přesných mechanických manipulátorů. Počítačová cvičení jsou zaměřena na výpočty elektromagnetických polí a trasování nabitých částic. V rámci jednoho počítačového cvičení probíhá exkurze do společnosti Tescan.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Dušan Nešpor, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky (UTEE)

Výsledky učení předmětu

Student v předmětu získá teoretické i praktické základy z elektronové mikroskopie. Na základě těchto znalostí získá výrazný multioborový rozhled, který zahrnuje problematiku vysokého napětí, elektronových zdrojů, vakuové techniky, přesné mechaniky a elektomagnetických polí.

Prerekvizity

Znalosti na úrovni povinných předmětů Elektrotechnika 1 a Elektrotechnika 2.

Způsob a kritéria hodnocení

Za indiviuální projekt ve cvičení bude udělono maximálně 40 bodů.
Závěrečná ústní zkouška bude hodnocena maximem 60 bodů.

Osnovy výuky

1. Elektronové mikroskopie. Prozařovací mikroskopy. Rastrovací mikroskopy.
2. Teorie vakua. Základy vakuové techniky.
3. Zdroje elektronů. Teplá emise, studená emise, Schottkyho emise.
4. Elektronová optika. Elektromagnetické čočky.
5. Optické vady v elektronovém mikroskopu a jejich kompenzace.
6. Interakce elektronů s látkou.
7. Elektronové detektory.
8. Přesné mechanické manipulátory.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy rastrovací a prozařovací mikroskopie a poskytnout jim praktické znalosti v tomto oboru. Znalosti získané v tomto předmětu budou využitelné zejména při řešení bakalářských prací a projektů ve spolupráci se společností Tescan. Součástí počítačových cvičení je výuka softwaru Ansys Maxwell, který je určený k numerické analýze elektromagnetických polí a softwaru EOD, který slouží k výpočtu trajektorií nabitých částic a k analýze elektromagnetických optických soustav.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky


Základní literatura

DĚDEK, L, DĚDKOVÁ, J. Elektromagnetismus. Vysoké učení technické v Brně. Nakladatelství VUTIUM, 2000. ISBN 80-214-1106-6. (CS)
REIMER, Ludwig. Scanning electron microscopy: physics of image formation and microanalysis. Berlin: Springer-Verlag, 1985. Springer series in optical sciences, vol. 45. ISBN 3-540-13530-8. (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-MEL magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program MPC-BIO magisterský navazující 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPC-BTB magisterský navazující 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPC-EAK magisterský navazující 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPC-EEN magisterský navazující 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPC-EKT magisterský navazující 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPC-EVM magisterský navazující 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPC-KAM magisterský navazující 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPC-SVE magisterský navazující 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPAD-BIO magisterský navazující 0 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Dušan Nešpor, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do problematiky elektronové mikroskopie. Prozařovací mikroskopy. Rastrovací mikroskopy.
2. Teorie vakua. Základy vakuové techniky.
3. Vakuové měrky, vakuové a ultravakuové vývěvy.
4. Zdroje elektronů. Teplá emise, studená emise, Schottkyho emise.
5.Elektronová optika. Elektromagnetické čočky.
6.Numerická analýza elektromagnetických polí. Trasování nabitých částic.
7.Optické vady v elektronovém mikroskopu a jejich kompenzace.
8.Interakce elektronů s látkou.
9. Elektronové detektory.
10. Přesné mechanické manipulátory.
11.Příprava vzorků pro rastrovací a prozařovací eletronovou mikroskopii.
12. Speciální analýzy využívající elektronové mikroskopie. EDX, TOF-SIMS, CL, Ramanova spekroskopie.
13. Shrnutí, opakování.
 

Cvičení na počítači

24 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Rastislav Motúz, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do problematiky elektronové mikroskopie. Prozařovací mikroskopy. Rastrovací mikroskopy.
2. Teorie vakua. Základy vakuové techniky.
3. Vakuové měrky, vakuové a ultravakuové vývěvy.
4. Zdroje elektronů. Teplá emise, studená emise, Schottkyho emise.
5.Elektronová optika. Elektromagnetické čočky.
6.Numerická analýza elektromagnetických polí. Trasování nabitých částic.
7.Optické vady v elektronovém mikroskopu a jejich kompenzace.
8.Interakce elektronů s látkou.
9. Elektronové detektory.
10. Přesné mechanické manipulátory.
11.Příprava vzorků pro rastrovací a prozařovací eletronovou mikroskopii.
12. Speciální analýzy využívající elektronové mikroskopie. EDX, TOF-SIMS, CL, Ramanova spekroskopie.

Exkurze

2 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Dušan Nešpor, Ph.D.

Osnova

Exkurze do firmy Tescan

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz