Detail předmětu
Mikroskopie a analýza pomocí nabitých částic
FSI-9ANC Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr
Přednáška podává základní přehled o elektronově a iontově optických přístrojích pro mikroskopii a litografii. Studenti získají základní přehled optiky nabitých částic (pohybová rovnice, rovnice trajektorie, vady zobrazení, určení potřebných elektromagnetických polí pro částicovou optiku a vlastností těchto polí, vliv vzájemných interakcí částic ve svazku). Stručně jsou probrány zdroje částic, problémy vzniku a zpracování obrazu a rozlišení obrazu v mikroskopii. Na závěr jsou probrány analytické metody (energiové a hmotnostní spektrometry, rentgenová analýza) v elektronové mikroskopii.
Jazyk výuky
čeština
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Znalosti matematiky, světelné optiky, teorie elektromagnetického pole a Fourierovských metod na úrovni absolventa odborné fyziky nebo fyzikálního inženýrství.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Ústní zkouška s půlhodinovou písemnou přípravou a s použitím jakékoliv literatury, při které student prokáže orientaci v oboru a porozumění danému tématu.
Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.
Učební cíle
Znalost teoretických základů částicové optiky a přístrojové problematiky elektronové mikroskopie (zobrazení, analýza vzorků) a technologických aplikací svazků nabitých částic.
Znalost teoretických základů částicové optiky a přístrojové problematiky elektronové mikroskopie (zobrazení, analýza vzorků) a technologických aplikací svazků nabitých částic.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program D-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, doktorský, doporučený kurs
Typ (způsob) výuky
Přednáška
20 hod., nepovinná
Osnova
Stručná charakteristika elektronově a iontově optických přístrojů (mikroskopů, litografů); doplněno exkurzí do laboratoří Ústavu přístrojové techniky AV ČR.
Základy optiky nabitých částic: pohyb nabitých částic, speciální případy pohybu v homogenních polích, vysvětlení funkce magnetické a elektrostatické elektronové čočky a deflektoru.
Rovnice trajektorie, určení paraxiálních optických vlastností a vad. Lagrangeova rovnice, maticové metody výpočty chování systémů.
Určení elektromagnetických polí potřebných pro fokusaci a vychylování částic, optické vlastností těchto polí. Návrh elektronových čoček pomocí moderních CAD metod.
Zdroje elektronů a iontů, jejich vlastnosti a důsledky pro návrh přístrojů.
Formování svazku v rastrovacím mikroskopu, závislost proudu na velikosti stopy, detektory a analytické metody.
Specifické problémy vzniku a zpracování obrazu v prozařovacím elektronovém mikroskopu, problematika rozlišení obrazu.
Analytické metody (energiové a hmotností spektrometry, analytické metody v prozařovací a rastrovací elektronové mikroskopii).