Finomszemcsés anyagok mikroszerkezetének vizsgálata kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóppal
|
|
- Mária Barnané
- 7 évvel ezelőtt
- Látták:
Átírás
1 Finomszemcsés anyagok mikroszerkezetének vizsgálata kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóppal Szakdolgozat Írta: Laschober Dóra Ágnes ELTE TTK, Fizika BSc Témavezető: Havancsák Károly CSc ELTE TTK Anyagfizikai Tanszék Budapest, szerző ELTE TTK Anyagfizikai Tanszék
2 2
3 Tartalom 1. Bevezetés A kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp működésének bemutatása A SEM felépítése és működése Elektronforrás Lencserendszer Elektron-anyag kölcsönhatás termékei Képalkotás Visszaszórt elektron diffrakció Energiadiszperzív röntgenspektrometria Fókuszált ionsugaras megmunkálás A többfunkciós SEM alkalmazása finomszemcsés anyagok mikroszerkezetének vizsgálatában ECAP deformációnak kitett Zn-22Al ötvözet mikroszerkezetének vizsgálata HPT deformációnak kitett Zn-22Al ötvözet mikroszerkezetének vizsgálata Összefoglalás Köszönetnyilvánítás Hivatkozások
4 1. Bevezetés Világunkról szerzett ismereteink nagy részét olyanoknak köszönhetjük, akik nem féltek átlépni az ismert határokat legyen az, az első lábnyom a Holdon, vagy a korábbiaktól eltérő merész tudományos elméletek megalkotása. Az emberi képességek és érzékszervek korlátainak legyőzését az ember által megalkotott eszközök, találmányok tették lehetővé. A szabad szemmel nem látható világ rejtelmei már az ókor óta foglalkoztatták az emberiséget. A természet titkainak feltárása során elért eredmények ma már lehetővé teszik, hogy bepillantást nyerjünk az atomi vagy ennél is kisebb elemi részek tulajdonságaiba, és ismereteket szerezzünk univerzumunk szerkezetéről és a benne található távoli objektumokról. A mikroszkópia felé vezető út első állomása a szemüvegek megalkotása volt a 13. század végi Firenzében. A 16. és 17. századi Hollandiában tovább fejlesztették a lencsék csiszolását, és többlencsés rendszereket is készítettek. Megjelentek az első távcsövek, melyek főként a hajózásban kerültek alkalmazásra, a szextáns és a kronométer mellett segítve a tájékozódást. Feltehetőleg Galileo Galilei ( ) volt az első, aki tudományos célokra használta az új eszközt. Saját készítésű távcsövével fedezte fel a Jupiter négy legnagyobb holdját, melyeket tiszteletére ma Galilei-holdaknak hívunk, és a Szaturnusz gyűrűit, mint a bolygó alakjában lévő kitüremkedéseket. Elsőként láthatta meg a Hold hegyeit, a Nap felszínén vándorló foltokat, és észrevette, hogy a Tejútrendszer csillagokból áll. A távcsövekkel egy időben jelentek meg az első mikroszkópok is. Készítőinek a holland Hans és Zacharias Jansent tartják. Készülékük egy csőbe illesztett bikonkáv szemlencséből és egy bikonvex tárgylencséből állt, mely szoros nagyítást tett lehetővé. Ezek után számos mikroszkópkészítő műhely nyílt Európában, és a találmány új kaput nyitott meg a természettudományok művelői számára. Közülük az angol Robert Hook ( ) és a németalföldi születésű Anton von Leeuwenhoek ( ) munkássága talán a legkiemelkedőbb. Hook mikroszkópja (1.1. ábra) mintegy fél méter hosszú volt, és a megvilágítást egy olajlámpa szolgáltatta. Rajzokban gazdag vizsgálatait Micrographia címmel adta ki 1665-ben. Parafa metszetét vizsgálva észrevette, hogy a növényi szervezetek kis kamrákból épülnek fel, és ezért a szerzetesek monostori szobáiról (cellula) nevezte el őket. Ezzel egy időben, Hollandiában egy ifjú posztókereskedő felhagyva korábbi elfoglaltságával mesteri szintre fejleszti az üveglencsék csiszolását, és minden idejét egylencsés mikroszkópjai fejlesztésének szenteli. Leeuwenhoek kora legjobb, 270-szeres nagyítású készülékét hozza létre. Több száz lencsét és mikroszkópot készít, és ezek közül több fenn is maradt. Használatukhoz jó fényviszonyokra volt szükség, a lencse fókusztávolságát kis csavarral lehetett állítani (1.2. ábra). Szinte minden keze ügyébe kerülő élőlényt vagy tárgyat megvizsgált. Tanulmányait rendszeres levélben közölte a Royal Society tagjaival. Nevéhez fűződik például az egysejtű élőlények és az első baktériumok felfedezése, valamint a vérben lévő vörösvértestek leírása is [1]. 4
5 1.1. ábra: Hook mikroszkópjának rajza 1.2. ábra: Leeuwenhoek egyik fennmaradt Micrographia című könyvében [1] tenyérnyi készüléke A következő századokban a mechanikai részek fejlesztése és a lencsehibák korrigálása folyt, kialakult a fénymikroszkópok ma is ismeretes formája. Elsőként a lencsék színhibáját sikerült Leonhard Euler ( ) számításai alapján korrigálni 1759-ben. Az addig használatos napfényt vagy petróleumlámpák fényét a hatékonyabb megvilágítást biztosító ívlámpák váltották fel. A 19. századra a mikroszkópgyártás már külön iparággá alakult. A lencsehibák kiküszöbölésében nagy érdeme volt a jénai Zeiss Optikai Műveknek. Karl Zeiss ( ) a korábbi kézműves módszerektől eltérően pontos matematikai számítások alapján kívánta megtervezni a lencsék gyártását és ebben Ernst Abbe ( ) fizikust hívta segítségül. A ma Abbe-féle szinusz feltételként ismert képlet segítségével a kóma és a szférikus aberráció torzításaitól mentes lencsék állíthatók elő. A sikeres fejlesztéseket Abbe sok új szabadalma tette lehetővé, többek között bevezette a kondenzor lencsét, egyenletes megvilágítást téve lehetővé, majd megalkotta az apokromatikus lencserendszert, amivel a fény elsődleges és másodlagos torzulását is meg lehet szüntetni. Több éves kutatómunka után a cég piacvezetővé lépett elő, és a mai napig is világszínvonalú készülékeket forgalmaz. A 20. században a különböző alkalmazási területek igényeinek megfelelően sok különböző fajta fénymikroszkópot fejlesztettek ki, mint például a fluoreszcencia, a sztereo vagy a fáziskontraszt mikroszkóp. Azonban a legjobb fejlesztések sem múlhatják felül azt a maximális felbontó képességet, mint természetes korlátot, amit az optikai mikroszkópok esetén a fény hullámhosszának nagyságából eredő diffrakciós korlát jelent. Ez a legideálisabb esetben is ( ) nm-es maximális felbontást eredményez. Már a 18. század közepén ismeretes volt az a fényjelenség, mely ritkított gázokon keresztül vezetett áram hatására jön létre ben Heinrich Geissler ( ) kifejleszti a később róla elnevezett szivattyút, melynek segítségével az addigiaknál sokkal nagyobb vákuumot lehetett előállítani a kisülési csövekben. Megindult a rejtélyes katódsugárzás természetének vizsgálata, mely közvetve vagy közvetlenül egy sor felfedezésre vezetett, ezek közé tartozik az elektron 1897-es felfedezése is. Joseph John Thomson ( ) mutatta meg, hogy a katódsugárzás azonos részecskékből áll, függetlenül a katód vagy a töltőgáz anyagától, és hevítés, sőt fény hatására is kilép a fémekből, így ezek a részecskék minden elem atomjának alkotórészei. Maga az elektron elnevezés Georg J. Stoneytól ( ) származik, aki már 1874-ben feltételezte, hogy az anyag atomos szerkezetéhez hasonlóan az elektromosságnak is rendelkeznie kell egy legkisebb egységgel. A századfordulón Karl Ferdinand Braun ( ) megépíti az első izzókatódos katódsugárcsövet. A 20-as években már többek foglalkoznak az elektron sugarak fókuszálásán, köztük Ernst Ruska ( ) is, aki a berlini műegyetemen 1931-ben Max Knoll (1897-5
6 1969) elektromérnökkel együtt megépíti a világ első transzmissziós elektronmikroszkópját (1.3. ábra). A transzmissziós jelző arra utal, hogy az elektronok keresztülhaladnak a vizsgálandó mintán, és a transzmissziós optikai mikroszkópokkal analóg módon a párhuzamos képképzés elvén történik a képalkotás. Az első TEM-ek (angolul: transmission electron microscope, rövidítve: TEM) felbontóképessége csak 1935-ben érte el a fénymikroszkópokét, és 42-ben vált elérhetővé külső felhasználók számára is. A napjainkban használatos készülékekkel már az atomi mérettartomány is elérhető, a legjobb felbontás (0,1-0,2) nm is lehet. A képalkotás módja miatt csak kellően vékony, 100 nm-nél kisebb vastagságú minták vizsgálatára van lehetőség. Ruska 1986-ban kapott Nobel-díjat találmányáért, Gerd Binnig-gel és Heinrich Rohrer-rel megosztva, akiket a pásztázó alagútmikroszkóp kifejlesztéséért jutalmaztak a díjjal. Egy teljesen új fejlődési irányt jelentett a Max Knoll által 1935-ben készített pásztázó elektronmikroszkóp (scanning electron microscope, SEM) prototípusa. Míg Ruska a Siemensnél folytatta a TEM továbbfejlesztését, addig Knoll a német Telefunken cégnél dolgozott a televízió-rendszer kiépítésén, és a televíziónál használt pásztázási elvet alkalmazta az elektronmikroszkópnál is. Az eddig párhuzamos sugarakkal megvalósított leképezés helyett kis területre fókuszált nyaláb tapogatja le pontról pontra sorosan a mintát. A minta pásztázása során, az elektronsugár és a minta kölcsönhatásának eredményeképpen különböző termékek hagyják el a mintát, és ezek közül bármelyik felhasználtató képalkotásra. A SEM-ben a minta elektronforrás felöli oldalán kiváltott termékeket speciális detektorok fogják fel. A detektor jelével moduláljuk a képernyő pixeleinek fényességét (vagy a képcsövet pásztázó elektronnyaláb intenzitását). Mivel a vizsgálati tárgyat nem világítjuk át, így nem szükséges annak elvékonyítása, mint a TEM esetén. A minta felületének mikrokörnyezetéből juthatunk információhoz, és ez a mai korszerű mikroszkópokban lehet topografikus, szerkezeti és összetételbeli is. Az első készülékek kereskedelmi forgalomba hozatala 1965-ig váratott magára, addigra sikerült ugyanis megfelelő pásztázási elektronikát kifejleszteni. Mára a pásztázó elektronmikroszkópokat a természettudományos kutatásokon kívül az élet számos területén alkalmazzák, például az iparban vagy a bűnüldözésben [1, 2] ábra: Az első elektronmikroszkóp és készítői: Max Knoll balra és Ernst Ruska jobbra [3] A szakdolgozat megírásának felkészülési idejében munkámat az ELTE Természettudományi Karán, a Szubmikroszkópos anyag- és élettudományi kutatások elnevezésű pro- 6
7 jekt keretei között működő nagyfelbontású, kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóppal végeztem. Feladatom volt a készülék működésének megismerése, a működtetés alapjainak elsajátítása, majd ezt követően méréseket végeztem különböző nagymértékű képlékeny deformációnak kitett Zn-22%Al ötvözeteken. A szakdolgozat első részében bemutatom a mikroszkóp működését, a képalkotás folyamatát, a második részben méréseim eredményeit közlöm. 2. A kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp működésének bemutatása A FEI Quanta 3D típusú SEM/FIB rendszer egy ionsugaras megmunkáló egységgel is felszerelt nagyfelbontású pásztázó elektronmikroszkóp. A fókuszált ionnyaláb (focused ion beam, FIB) alkalmas a vizsgálati minták felületének megmunkálására és mikroszkópi kép létrehozására egyaránt. A pásztázó elektronmikroszkópban történő képalkotáshoz a nyaláb által kiváltott termékek közül a nyalábból származó nagy szögben visszaszórt elektronokat, a minta felületéből kiváltott szekunder elektronokat és a röntgen fotonokat használjuk. A szekunder elektronok a nyaláb által, külső elektronhéjakról kilökött, gyengén kötött elektronoktól származnak. Ezek az elektronok kis energiával rendelkeznek (E<50 ev), legnagyobb hányaduk (3-10) ev körül található, ami miatt csak kis mélységből érik el a minta felszínét, így a felület közeli tartományokból hordoznak információt. Szekunder elektron kép esetén az elérhető maximális felbontást a nyaláb átmérője határozza meg a minta felületén, ami a Quanta 3D mikroszkóp esetében ~ 1 nm. A visszaszórt elektronok a nyalábból, részben rugalmasan és rugalmatlanul, nagyszögben visszaszórt elektronok. Átlagos energiájuk viszonylag nagy, 10 kev nagyságrendű, ezért a minta mélyebb, nagyobb térfogatú rétegeiből is elérik a felszínt, és a felületi mellett szerkezeti információt is hordoznak. Visszaszórt elektron kép esetén az elérhető felbontás ~(3-4) nm. A röntgen fotonok energiája azokra az atomokra jellemző ahonnan származnak, így alkalmasak kémiai összetétel vizsgálatára. A mikroszkópban lehetőség van szigetelő anyagok és biológiai minták közvetlen, előkészítés nélküli vizsgálatára. A hagyományos készülékekben valamilyen vezető anyaggal, legtöbbször vékony arany vagy szén réteggel vonják be a szigetelő mintákat, hogy elkerüljük az elektronnyaláb okozta töltés-felhalmozódást, ami elmosódott képet eredményez. Ez az eljárás sok esetben befolyásolja a vizsgálati tárgy tulajdonságait. A Quanta 3D mikroszkóp alacsonyvákuumos üzemmódjának használatával szükségtelenné válik a minták módosítása. A szigetelő minták vizsgálatakor a mintateret (30-130) Pa nyomású vízgőzzel töltik fel. Az elektronnyaláb a gőzben megtett útja során ionizálja a molekulákat, és az így keletkező pozitív ionok a mintára jutva semlegesítik a felületen felgyülemlett elektronokat. A vákuum miatti vízvesztésre érzékeny minták (pl. biológiai eredetű minták) vizsgálata a mikroszkóp un. környezeti üzemmódjában lehetséges. Ebben az üzemmódban a mintatérben alkalmazott 1000 Pa nagyságrendű nyomás és 100% páratartalom védi meg a mintákat a kiszáradástól. A rendszer számos olyan detektort is tartalmaz, melyek a hagyományos SEM-nek általában nem tartozékai. Ilyen például a visszaszórt elektron-diffrakciós un. Hikari-kamera, a gyűrűs pásztázó transzmissziós detektor és olyan detektorok, melyek alacsony vákuum vagy kis gyorsító feszültség esetén is nagy felbontást biztosítanak [4]. 7
8 2.1. A SEM felépítése és működése A pásztázó elektronmikroszkóp főbb egységeit a 2.1. ábra szemlélteti. Az elektronokat elektronágyú szolgáltatja, majd gyorsítja a megfelelő energiára. Az így létrejött nyalábot elektromágneses lencsék fókuszálják kis átmérőjű foltot eredményezve a mintán. A pásztázás során a nyalábot tekercsek térítik el, hogy pontról-pontra, sorról-sorra haladjon a vizsgálandó felületen, ezt a folyamatot egy pásztázó generátor vezérli, ami a pásztázásnak megfelelően a képet megjelenítő képernyő pontjait is aktiválja. A nyaláb és a minta kölcsönhatásából származó termékeket detektorok gyűjtik össze és az általuk létrehozott jel modulálja a képernyő pixeleinek fényességét. A fejezet szakaszai bemutatják az egyes alkotók működését és a képalkotás folyamatát ismertetve a pásztázó elektronmikroszkóp főbb paramétereit és a mikroszkópi képek sajátságait [4] ábra: A pásztázó elektronmikroszkóp vázlatos felépítése [4] Elektronforrás Az elektronágyú feladata, hogy stabil, változtatható energiájú elektronnyalábot állítson elő a mikroszkóp számára. A kibocsájtás mechanizmusa szerint kétféle forrás létezik, a kezdetektől használatos izzókatódos, és a később kifejlesztett téremissziós források. Az izzókatódos forrásokban legtöbbször egy V alakban meghajlított, fehérizzásig fűtött wolfram szálat alkalmaznak. Az izzószálat egy un. Wehnelt-henger veszi körül, ami egy változtatható ellenálláson keresztül csatlakozik a katódhoz, negatív előfeszítést hozva létre (2.2.a, ábra). A henger feladata hogy fókuszálja az elektronokat és szabályozza a kibocsátást, mert a katód magas hőmérséklete és geometriája miatt az elektronok viszonylag széles kúpban hagyják el az izzószál felületét. A negatív előfeszítés hatására kialakuló gör- 8
9 bült elektrosztatikus tér egy csomópontba fókuszálja a nyalábot a henger és az anód között. A lencsék ezt a kezdeti d 0 átmérőjű csomópontot (crossover) képezik le kicsinyítve, hogy a kívánt felbontáshoz szükséges kis keresztmetszetű nyaláb érje a minta felületét. Az elektronokat a katód és anód közti feszültségkülönbség gyorsítja fel a megfelelő energiára. Az izzószálból származó emissziós áramnak csak egy része hagyja el az anódot, és mire a nyaláb a mintához ér áramerőssége jelentősen lecsökken a lencséken és apertúrákon való áthaladás miatt. Wolfram szálas források esetén az emissziós áram jellemzően: i e = 100 μa. Az izzókatódos forrásokból kilépő nyaláb átmérője 5-50 µm is lehet, ezért csökkentéséhez erősebb lencsékre van szükség, hogy a pásztázáshoz szükséges kis átmérőjű nyaláb érje a mintát. A téremissziós forrásokban, ahogy nevük is mutatja, erős elektromos tér húzza ki az elektronokat a katód felületéből. Legtöbbször itt is wolfram szálat használnak, amelyet egy hegyes 100 nm görbületi sugarú csúccsal látnak el. A csúcshatás miatt létrejött erős ~10 V nm nagyságú tér hatására elektronok lépnek ki a hegyből néhány nanométer átmérőjű felületen. A téremissziós forrás sematikus rajzát a 2.2. b, ábra mutatja. Az 1. anód és csúcs között alkalmazott V 1 = (3 5)kV feszültség határozza meg a kihúzó tér erősségét, ami ~10 µa áramerősségű kibocsájtást eredményez. A csúcs és a földelt 2. anód között létrehozott feszültség az ágyú állítható gyorsító feszültsége. a b 2.2. ábra: Az izzókatódos (a), és téremissziós (b) elektronágyúk vázlatos felépítése [5] Az elektronágyúk jellemzésére használt legfontosabb mennyiség a fényesség, mert főként nagy nagyításokban ez határozza meg a képek minőségét. A fényességet célszerű a minta szintjén mérhető, nyalábot jellemző mennyiségekkel definiálni (2.1.), mint az áramerősség i p, a nyaláb átmérője d p és szóródásának szöge α p. A fényesség nagysága lineárisan függ az alkalmazott gyorsító feszültség értékétől. β = i p πd p 2 4 πα p 2 = 4ip π 2 d p 2 α p 2. (2.1.) 9
10 Szekunder elektronok esetén az elérhető legnagyobb felbontást a nyaláb mérete határozza meg a mintán. A nyaláb átmérő csökkentése azonban áramának visszaesését eredményezi, emiatt a fényesség növelésére van szükség. Wolfram szálas izzókatódra a fényesség jellemzően β = 10 5 A cm 2 sr, LaB 6 egykristályt használva ez az érték az 5-10-szeresére növekedhet, az elektronok kilépéséhez szükséges kisebb energia miatt. A téremissziós források esetén a kibocsájtási áram kisebb, jellemzően 1-10 µa, de mivel az ágyúból kilépő nyaláb jóval zártabb, körülbelül 5-30 nm átmérőjű és az alacsonyabb hőmérséklet miatt homogénebb, ezért fényességük a 10 8 A cm 2 sr nagyságrendbe esik. Az ágyúk élettartama nagyban függ a kibocsátás mechanizmusától. Az izzásig fűtött katód anyaga a magas hőmérséklet hatására hamar elhasználódik, és bár ezek a források jóval olcsóbbak, élettartamuk maximum ~1000 óra, szemben a téremissziós ágyúkkal, ahol ez az érték pl. Schottky-forrásra hónap is lehet. A mikroszkópok használata közben fontos a forrás stabil működése. A tisztán elektromos térre támaszkodó un. hideg téremissziót alkalmazó források használatához a kibocsátó felület rendkívüli tisztaságára van szükség, ami Pa nagyságú vákuumot igényel. Kisebb vákuum esetén egy vékony gázréteg rakódik a katódcsúcsra, ami gátolja az emiszsziót, ezért időről-időre egy pár másodperces felfűtést alkalmaznak a megtisztítására. A felfűtést követően a kibocsátás mértéke drasztikusan megnő és később egy újabb gázréteg lerakódásával lecsökken és stabilizálódik néhány órára, majd újabb felfűtést igényel. A legstabilabb források az izzókatódos ágyúk és a Schottky-forrás. A FEI Quanta 3D mikroszkóp Schottky-forrással van felszerelve. Ez a típus egy téremissziós forrás, amely esetén magasabb hőmérséklet is segíti az emissziót. A wolfram izzókatódra egy egykristály csúcsot hegesztenek, ami egy kis síkfelületben végződik. A tű hosszának mintegy felénél egy ZrO 2 réteget visznek fel a felületre, amivel a kilépési munka az emittáló felületnek megfelelő (100) síkokon tovább csökkenthető (2.3. ábra) ábra: ZrO 2 réteggel ellátott wolfram tű SEM képe, és a tű kibocsátási felülete [5] A nem kívánatos, csúcson kívül létrejövő termikus kibocsátást egy szűrőrács távolítja el. Mivel a hegy átmérője egy kicsit nagyobb, mint a téremissziós forrásoknál, ezért a nyaláb crossover mérete d 0 = (10 20) nm, míg a téremissziós forrásoknál ez az érték kisebb d 0 = 5 nm. A nagyobb átmérő erősebb lencséket igényel, de egyes alkalmazások számára előny lehet, mert a foltméret széles skáláját igényelhetik. A Schottky-forrás fényessége megegyezik a téremissziós forrásokéval, és nagyobb stabilitással rendelkezik, mint az izzókatódos típusok. A katód magasabb 1800 K-es hőmérséklete µa kibocsátási áramot eredményez, de a magasabb hőmérséklet miatt nagyobb az energia szórása is. Nem igényel akkora vákuumot, mint a hideg források, de magasabb 10 7 Pa vákuum használa- 10
11 tával maximalizálható a fényesség és megelőzhető a tű beszennyeződése. Az ágyú gyorsító feszültsége 100 V-30 kv-ig állítható. Összefoglalva a Schottky-forrás nagy emissziós áramával és fényességével, hosszú folyamatos üzemidejével, stabilitásával egyesíti az izzókatódos és a téremissziós források kedvező tulajdonságait. A következő táblázat (2.1. táblázat) összefoglalja a különböző források legfontosabb mérőszámait, segítve az összehasonlítást [5]. Forrás Fényesség ((A/cm 2 sr) Élettartam (h) Méret Energia szórás (ev) Áram stabilitás ((% h) Izzókatódos Wolfram µm LaB µm Téremissziós Hideg 10 8 >1000 <5 nm Fűtött 10 8 >1000 <5 nm 1 5 Schottky 10 8 > nm ~ táblázat [5] Lencserendszer Az elektronmikroszkópokban a Lorentz-erőhatás alapján működő elektromágneses lencséket alkalmaznak. Az elektromágneses lencsék képalkotása a vékony optikai lencsékkel mutat analógiát, így alkalmazható az optikai lencsékre vonatkozó leképezési törvény. A lencséket vasköpennyel körülvett tekercsekből alakítják ki. A Lorentz-erő hatására az elektronok spirális pályán mozognak a lencsén belül. A fókusztávolság az elektromágnes áramával szabályozható, amelyet főként az erősebb lencsék esetén közelíthetjük a V 0 (NI) 2 mennyiséggel, ahol V 0 a gyorsító feszültség, N a tekercsek száma és I a rajtuk keresztülfolyó áram. A modern készülékekben a lencsék automatikusan figyelembe veszik a használt gyorsító feszültségértékeket. Az optikai lencséktől eltérően a mágneses lencsék a tárgy képét a lencse paramétereitől függő α szögben forgatják el. Eltérő még a jóval kisebb ~1º-os látószög is, ami miatt a numerikus apertúra értéke ~10 2. A TEM-től eltérően a pásztázó elektronmikroszkóp képalkotásában nem szerepelnek optikai elemek. A lencsék a forrásból kilépő nyaláb keresztmetszetét több lépésben képezik le kicsinyítve a minta felületére, létrehozva a pásztázáshoz szükséges kis foltméretet. A sugármenet egyszerűsített képét mutatja a 2.4. ábra egy kondenzor és egy objektív lencsével. 11
12 2.4. ábra: Sugár-menet a pásztázó elektronmikroszkópban [5] Az ágyúból kilépő elektronnyaláb crossover méretét elsőként a kondenzor lencsék csökkentik és szabályozzák. Az objektív lencse a végső nyaláb átmérőt állítja elő a mintán, ami változtatható az alkalmazott nagyításnak megfelelően. Az objektív lencse működtetéséhez nagy áram szükséges, ami miatt a lencse gyakran hűtést igényel. A mikroszkópokban több fajta objektív lencse is használatos, melyek a tekercsek és vasmag elrendezésében térnek el egymástól. A Quanta 3D készülékben egy un. snorkel objektív lencse található (2.5. ábra), ennél a lencse típusnál a vasmagot úgy alakítják ki, hogy a létrehozott mágneses tér a lencse pólusaitól távol is érzékelhető a minta irányában. Előnye, hogy kis lencsehibák jellemzik ábra: Az objektív lencse [5] 12
13 A lencséket változtatható apertúrával látják el. Az apertúra méretének csökkentése kisebb nyílásszögű és így kisebb áramú nyalábot eredményez, ami csökkenti a lencsehibák hatását és megnöveli a mélységélességet. Nagyobb méret választásával a kép kontrasztossága növelhető, de ekkor számolni kell a csökkenő feloldással. A mágneses lencsék is rendelkeznek lencsehibákkal. A SEM képalkotásában nincsenek optikai elemek, a lencsehibák a pásztázó nyaláb keresztmetszetét növelik, torzítják, ezzel rontva a felbontást. A fellépő lencsehibák a szférikus aberráció, a kromatikus aberráció és az asztigmatizmus. A szférikus aberráció oka, hogy az optikai tengelytől távolabbi elektronokat a lencse erősebben téríti el, fókuszálja, így ezek nem egy pontban képződnek le a minta síkjában, hanem egy sík korong mentén (2.6. ábra), melynek átmérőjét az alábbi (2.2) képlet adja meg, ahol C s a lencsét jellemző állandó, α a nyaláb nyílásszöge. d s = 1 2 C sα 3 (2.2) A hiba redukálható az objektív apertúra méretének csökkentésével, és így a nagy nyílásszögek kizárásával. A túl kicsi apertúra méretek esetén azonban számolnunk kell az áram csökkenésével és a hullámtermészetből fakadó résen történő elhajlási jelenséggel, ami egy Airy-korongot eredményez a képsíkban (2.6. ábra). A korong átmérőjét meghatározhatjuk a λ hullámhossz és a nyílásszög segítségével: ahol a hullámhosszat kis hibával az alábbi képlet adja: λ = d d = 0,61λ α, (2.3) h 1,24, (2.4) 2m e E 0 E 0 ahol h a Planck állandó és m e az elektron tömege. E 0 = 30 kev esetén az elektronok hullámhossza λ = nm. 13
14 2.6. ábra: Az objektív lencse hibái [4] Az elektronnyaláb nem monokromatikus, benne az egyes elektronok energiája eltérő, ennek mértéke az elektronágyú típusától is függ. A kromatikus aberráció a fókusztávolság hullámhosszfüggésének és a nyaláb monokromatikustól való eltérésének következménye. A nyaláb emiatt szintén egy korongba képződik le a mintán (2.6. ábra), ennek átmérője: d c = C c α E E 0, (2.5),ahol C c a lencse színi hibáját jellemző állandó, E 0 a nyaláb energiája és ΔE szórása. Értékét növelhetik stabilitási ingadozások az ágyú gyorsító feszültségében vagy a lencsék áramában, de a modern készülékekben ezek elhanyagolhatóak. Az asztigmatizmus az objektív lencse pólusainak inhomogenitása és tekercseinek aszimmetriája miatt lép fel. Az egy tárgypontból szóródó elektronokat a lencse egyenetlenségei miatt két egymásra merőleges fókuszvonalba képezi le a lencsétől különböző távolságokban (2.6. ábra), a kép elmosódottságát eredményezve. Ez a hiba teljes mértékben korrigálható egy stigmátor segítségével. A stigmátor általában egy kis oktupól elektromágnes, ami kiegészíti a lencse mágneses terét a megfelelő irányokban. Hogy megállapíthassuk a nyaláb tényleges méretét a mintán, a hibákból eredő járulékokon kívül szükségünk van egy aberrációktól mentes nyalábméret becslésére is. 14
15 A nyalábátmérőt d 0 tekinthetjük egy normál intenzitás eloszlás félértékszélességének. Ha ismerjük az ágyú fényességét, d 0 -t becsülhetjük a fényességre vonatkozó (2.1) egyenlet átrendezésével, mivel értéke állandó az elektron oszlop mentén: d 0 = 4i p βπ 2 α p 2. (2.6) A tényleges méretet közelíthetjük d 0 és a hibáktól eredő járulékok négyzetösszegének gyökével: d p = (d d s 2 + d d 2 + d c 2 ) 1/2. (2.7) Az operátor feladata, hogy megtalálja az optimális beállításokat az adott kép elkészítéséhez. Az elektron nyaláb jellemzőinek szabályzása az apertúra méret, a munkatávolság vagy a lencse áramának változtatásával lehetséges [5, 6] Elektron-anyag kölcsönhatás termékei A nyaláb mintával való találkozásakor különböző termékeket vált ki az anyagból, amiket a következő ábra is szemléltet (2.7. ábra). Hogy megérthessük a képalkotás folyamatát meg kell vizsgálnunk ezek tulajdonságait ábra: Az elektronnyaláb által kiváltott termékek [7] 15
16 Előreszórt elektronok: a legtöbb elektronnak az áthaladás során nincs energiavesztesége és iránya sem változik. A transzmissziós elektronmikroszkópiában a világos látóterű képekhez használják. Rugalmatlanul szóródó elektronok: az elektronok kis energiaveszteséggel és irányváltozással szóródnak. Az elektron energiaveszteség spektroszkópiában (electron energy loss spectroscopy, EELS) használhatók. Rugalmasan szóródó elektronok: energiaveszteség nélkül történik a szóródás, aminek irányváltozása fok nagyságrendű, az irányokat kristályos anyagok esetén a Bragg-törvény határozza meg. A TEM diffrakciós és a sötét látóterű képeihez használatosak, valamint a nagyfelbontású elektronmikroszkópia (high resolution electron microscopy, HREM) képalkotásához. Szekunder elektronok: a nyaláb által a mintából kiütött, főként a külső héjakról származó gyengén kötött elektronok, amelyek a nyaláb felöli oldalon jutnak ki a mintából. Általuk a SEM-ben részletes topografikus képet kapunk a minta felületéről. Visszaszórt elektronok: a mintán részben rugalmasan és rugalmatlanul nagyszögben szóródó nyalábból származó elektronok. A pásztázó elektronmikroszkóp képalkotásához, és kristályos anyagok visszaszórt elektron diffrakciós vizsgálatára használhatók. Röntgen fotonok: a nyaláb által a minta atomjainak belső héjakról kiütött elektron helyét egy magasabb nívón lévő tölti be, eközben az atomra jellemző nívók közti energiakülönbségnek megfelelő röntgen foton távozik az atomból. Alkalmas kémiai összetétel meghatározására röntgen detektor segítségével, ami sokszor tartozéka a pásztázó elektronmikroszkópoknak. Auger-elektronok: a betöltődés során felszabaduló energia átadódhat egy magasabb nívón elhelyezkedő elektronnak, ami távozhat az atomból, ez az Augerelektron. Ahogy a röntgen foton, az Auger-elektron is a kémiai összetételről hordoz információt. Az Auger-elektron spektroszkópia használja felületek vizsgálatára. A nyaláb anyagba történő belépésekor kétféle folyamat zajlik, rugalmas szóródás az atomi potenciálon és energia veszteséggel járó rugalmatlan ütközés. A rugalmas ütközések valószínűsége jelentősen növekszik a minta rendszámának növekedésével és csökken az elektronok magasabb energiájával: p~ Z2 E 2. (2.8) A rugalmatlan elektron-elektron ütközések során leadott úthosszra vonatkoztatott energia veszteséget a Bethe Block-formulával írhatjuk le: de = ds 2πe4 Zρ N 0 ln 1,166E i AE i J 16, (2.9) ahol, N 0 az Avogadro szám, A az atomsúly, Z a rendszám, ρ a minta sűrűsége, e az elektron töltése, E i energiája a minta valamely pontján és J az átlagos eseményenkénti energia veszteség. Különböző anyagokra ez az érték jellemzően: de ds ~(1 10) ev nm. (2.10)
17 Ez a folyamat határozza meg azt is, hogy a nyaláb elektronjai milyen mélyen hatolhatnak az anyagba, miközben energiájukat leadják. A kölcsönhatási térfogat egy besugárzott műanyag minta (polymethylmethacrylate, PMMA) keresztmetszeti képének segítségével (2.8. ábra) láthatóvá tehető. A nyaláb elektronjai képesek megbontani a molekulakötéseket és egy oldószeres kezelést követően láthatóvá válik a kölcsönhatás térfogata. A másik lehetőség, hogy Monte Carlo szimulációval szemléltethetjük az anyagba hatoló nyaláb elektronjainak útvonalát (2.8. ábra) ábra: Behatolási mélység szemléltetése PMMA maratás (balra) és Monte Carlo szimuláció (jobbra) segítségével [5]. A behatolás mélységének becslésére jól használható a Kanaya Okayama-formula: R KO = 0,0276A Z 0,89 ρ E1.67 (μm). (2.11) Pl. 20 kv gyorsító feszültségnél szilícium esetén R KO = 4,7 μm, rézre R KO = 1,5 μm. A nyaláb által, a felületből kiváltott termékek, különböző energiájuk miatt különböző mélységből és térfogatból származnak (2.9. ábra) ábra: Az elektron nyaláb által kiváltott különböző mélységből származó termékek [8] A SEM képalkotásához használt visszaszórt elektronok (backscattered electron, BSE) nagyobb energiájuk miatt a minta mélyebb ( nm) rétegeiből is képesek megszökni, míg a kisebb energiával rendelkező szekunder elektronok (SE) (1-10) nm-es mélységből származnak. 17
18 Mielőtt a nyalábból származó visszaszórt elektronok elhagynák a mintát ütközések sorozatán mehetnek keresztül. A visszaszóródás bekövetkezhet rugalmasan és kis energiaveszteséggel járó rugalmatlan ütközéseket követően is, ezért a visszaszórt elektronok energiája a maximális, beeső nyaláb energiától 0 ev-ig változhat. A ábra a visszaszórt elektronok hozamát (η) (vagyis hogy a beeső nyalábból hány BSE keletkezik) mutatja, az eredeti nyaláb energiához viszonyított energiájuk (E E 0 ) függvényében, különböző rendszámú anyagok esetén. Az eloszlásban két tartományt különíthetünk el egymástól. Az I -sel jelölt, nagy energiás, élesebb csúcs a kis energiaveszteséggel visszaszóródó elektronokat tartalmazza. Magasabb rendszámú anyagok esetén a BSE-k többsége ebben a tartományban található. A II -es, laposabb, kisebb energiákhoz tartozó csúcs azokat a BSE-ket mutatja, melyek sok, kis energiaveszteséggel járó ütközést követően szóródnak vissza. Ez a tartomány az alacsonyabb rendszámú anyagokra jellemző ábra: A visszaszórt elektronok energiaeloszlása [5] A visszaszórt elektronok hozama erősen függ a mintát alkotó atomok rendszámától (2.8). A ábrán a BSE hozam rendszámtól való függését látjuk, különböző nyaláb energiák esetén. A függvény könnyebb elemekre meredek emelkedést mutat, ami ~Z=50 felett fokozatosan ellaposodik. A hozam rendszámfüggése miatt, a különböző elemeket tartalmazó minták BSE képén un. rendszám kontraszt figyelhető meg. Ez azt jelenti, hogy a minta felületén található magasabb rendszámú területeket fényesebbnek látjuk, mint az alacsonyabb rendszámúakat. Ennek a tulajdonságnak köszönhető, hogy a visszaszórt elektron képek segítségével a felületek atomi összetételéről is nyerhetünk információt. 18
19 2.11. ábra: BSE hozam a rendszám függvényében [5] A rugalmas ütközések legnagyobb hányada kisszögű, ~5º-os irányváltozással jár, ezért a legtöbb elektron tovább halad előre a mintában. Csak kis részük szóródik nagy szögben és azok, melyek ütközések sorozatát követően szóródnak vissza. A minta döntésével az előre szóródó elektronok pályái közelebb kerülnek a felülethez, így nagyobb hányaduk képes elhagyni a mintát (2.12. ábra), ami magasabb hozamot eredményez ábra: Monte Carlo szimuláció a gerjesztési térfogat szemléltetésére döntött minta esetén [9] A BSE detektorok elhelyezésekor fontos szempont az elektronok irányítottsága. A viszszaszórt elektron hozam szögfüggését merőleges nyaláb esetén az alábbi összefüggés írja le, ahol η n a felület normálisa mentén mért mennyiséget és ϕ a felület normálisától vett szöget jelöli: η(φ) = η n cosφ. (2.12.) A minta megdöntése, egy ettől eltérő, aszimmetrikus eloszlást eredményez (2.13. ábra), ami az előre szóródás iránya felé nyúlik el. 19
20 2.13. ábra: A BSE hozam szögfüggése, a minta különböző mértékű döntése esetén [5] A szekunder elektronok a minta gyengén kötött helyükről kiütött elektronjai. Legnagyobb hányaduk 2-5 ev energiával rendelkezik (2.14. ábra), emiatt kisebb (1-10) nm-es mélységből származnak, ami századrésze a visszaszórt elektronokénak, ezért elsősorban topografikus információt hordoznak ábra: A szekunder elektronok energiaeloszlása [5] A minta döntése a SE hozamot is megnöveli. A szekunder elektron hozam szögeloszlása a visszaszórt elektronokéhoz hasonlóan koszinuszos, de a minta döntésével nem változik meg az eloszlás. A visszaszórt elektronok kilépésükkor szekunder elektronokat keltenek, melyek a visszaszórt elektronok nagyobb gerjesztési térfogatának megfelelő területből lépnek ki. Lényegében BSE információt hordoznak, főként a hátteret növelik [4, 5, 6]. 20
21 Képalkotás A pásztázó elektronmikroszkóp legfontosabb jellemzője a hely szerinti felbontás, amit elsősorban a nyaláb mérete határoz meg a mintán, és a kölcsönhatási térfogat nagysága. Emiatt a legnagyobb felbontás szekunder elektron kép esetén érhető el, ami a Quanta 3D készülékkel ~1 nm. A SEM másik fontos paramétere a nagyítás, ennek megállapítása geometriai viszonyok alapján történik. A hasznos nagyítás: N max = képernyő pixelméret a nyaláb mérete a mintán = 0,1 mm 1 nm = 105. (2.13) A szekunder elektron képek sajátsága, hogy kis nagyításban nagy mélységélesség érhető el. Az optimális tárgytávolságon kívül, az objektív lencse felé és attól távolabb egy bizonyos tartományon belül is éles kép kapható (2.15. ábra), mert a felbontási határon belüli terület egy pontnak felel meg a képképzés során. A mélységélesség főként a nagyítás mértékétől függ: D 2r α. (2.14) ábra: Mélységélesség [5] Értéke növelhető a nagyítás vagy a nyaláb nyílásszögének csökkentésével. A nagy mélységélességnek köszönhetően 3D minőségű képeket alkothatunk a felületekről. Az elektronnyaláb által a mintából kiváltott termékeket a rájuk érzékeny detektorok fogják föl, és alakítják képképzésre alkalmas elektronikus jelekké. Mivel a visszaszórt és szekunder elektronok főként energiájukban, de más tulajdonságaikban is eltérőek, így a detektorokat ezeknek megfelelően tervezik és helyezik el a mikroszkópokban. Az Everhart-Thornley-detektor (ETD) már az 1960-as évek óta használatos. Főként SE, de negatív előfeszítés használatával BSE összegyűjtésére is alkalmas. Ez a detektor szinte minden SEM alaptartozéka, vázlatos felépítését a ábra mutatja. A detektor bemenetén található Faraday-kalitkára -50-től +250 voltig állítható feszültség adható. Pozitív előfeszítés használatával, a kis energiával rendelkező szekunder elektronok könnyedén összegyűjthetőek, amit a detektor elhelyezése is segít. A kalitkára adott kismértékű negatív előfeszítés viszont taszítja a szekunder elektronokat, ilyenkor tisztán visszaszórt elektronok detektálhatók. A detektorban az elektronok egy szcintillátor felületébe csapódnak be, ahol optikai fotonokat váltanak ki. Hogy a beérkező elektronok elegendő energiára tegyenek szert a 21
22 fotonok kiváltásához, a szcintillátor felületén lévő fémrétegre adott +12 kv feszültség gyorsítja fel őket. A Faraday-kalitka szerepe még, hogy megóvja az elektron nyalábot ettől a nagy gyorsító feszültségtől, megelőzve a nyaláb torzulásait. A fotonokat egy fényvezető juttatja el a mikroszkópon kívül található fotoelektron sokszorozóig, és az így létrejött áramimpulzust feszültségimpulzussá alakítva vezéreljük a képernyő pixeleinek fényességét. A visszaszórt elektronok energiája nagy, ezért irányukat nem könnyű megváltoztatni. Ennek köszönhetően csak egy kis részük jut a detektorba, a detektor kis látószöge miatt. (~0,8 geometriai hatásfok) ábra: Az ETD vázlatos felépítése [10] A visszaszórt elektronok összegyűjtésére legtöbbször az objektív lencse végéhez közel, kör alakban elhelyezett félvezető detektort használnak. A minta közelsége miatt a detektor nagy látószöggel rendelkezik, és a BSE hozam ebben az irányban a legnagyobb. Ez a detektor a 4 kev feletti energiával rendelkező elektronokra érzékeny, és a szórás folyamatának rendszámfüggése miatt alkalmas un. Z-kontrasztos rendszám-érzékeny kép készítésére. A pásztázó elektronmikroszkópi képek helyes értelmezéséhez ismernünk kell ezek sajátságait. A szekunder elektron képek segítségével főként a felületek morfológiájáról szerezhetünk információt. Kisebb mértékű nagyításoknál rendkívül nagy mélységélesség érhető el, ekkor háromdimenziós minőségű képeket kaphatunk. SE képek készítésekor, a felületen található éleket világosabbnak látjuk környezetüknél. Ennek oka, hogy az él közelében a pásztázó nyaláb által gerjesztett térfogat az él másik oldalán található felületet a szekunder elektronok kilépéséhez szükséges távolságra közelíti meg. Ekkor a szekunder elektronok nem csak a pászázott, hanem a mellette elhelyezkedő felületen is képesek kilépni a mintából. Ez körülbelül kétszer annyi SE-t jelent az adott területről, ami fényesebbé teszi az éleket. A SEM egyik jellegzetessége a pozitív előfeszített ETD képek topografikus kontrasztja (2.17. ábra). A vizsgálati minták felülete legtöbbször apró egyenetlenségekkel rendelkezik, így a felület kis területei különböző szögeket zárnak be a nyalábbal. A felület és nyaláb által bezárt szögtől a szekunder és visszaszórt elektronok száma is függ, és így a felület lokális változásaitól is. A nagy energiával rendelkező visszaszórt elektronok egy része erősen irányítottan jut a detektorba, míg a pozitív előfeszítéssel összegyűjtött szekunder elektronok diffúz irányból. Az emberi látás sok tekintetben hasonlít a SEM-ben használatos E-T detektor képalkotásához (2.18. ábra). Szemünkkel erősen irányítottan lát- 22
23 juk környezetünket, amit egy irányított fényforrás a Nap, és a légkör által szórt diffúz fény világít meg. A SEM esetében az elektronnyaláb irányított és az E-T detektor az irányított visszaszórt és diffúz szekunder elektronokat fogja föl. Ha a SEM-ben gondolatban megfordítjuk az elektronok irányát, az emberi látáshoz nagyon hasonló rendszert kapunk. A két rendszer közötti analógia alapján, a képet úgy látjuk, mintha az E-T detektor helyén lenne a fényforrás, és mi megfigyelők az elektronnyaláb irányából néznénk a felületet. Miközben ezeket a képeket szemléljük, agyunk automatikusan elvégzi ezt a transzformációt, ezért a pozitív előfeszített ETD képe, a topografikus kontrasztnak köszönhetően, a képalkotás folyamatának ismerete nélkül is értelmezhető [4, 5, 6] ábra: Topografikus kontraszt az ETD képeken [7] ábra: Optikai analógia az ETD képek értelmezéséhez [5] A felületre rakódott szerves vegyületek a nyaláb energiájának hatására krakkolódhatnak, beszennyezve a mintát, ezért mindig gondoskodni kell a minták megfelelő tisztántartásáról. 23
24 Visszaszórt elektron diffrakció A pásztázó elektronmikroszkópban a visszaszórt elektronok felhasználhatók diffrakciós kép létrehozására is (electron backscattered diffraction, EBSD). Kristályos anyagok esetén az elektronok a rácssíkok elektronjain szóródnak, az irányváltozás szögét a Bragg-törvény határozza meg. Az elektronok λ 10 3 nm nagyságú hullámhossza kis 1º Bragg-szöget eredményez. A diffrakciót többszörös rugalmas, valamint kis energia veszteséggel járó rugalmatlan ütközések, és interferencia alakítja ki. A többszörös rugalmatlan szórás hatására az elektronok különböző irányokból jutnak a kristálysíkokra. Ezek közül azok, amelyek a Bragg-szögnek megfelelő kúpfelületen érkeznek, a rugalmas szórást követően erősítő interferenciát hoznak létre. A diffrakciós képet fluoreszcens ernyő fogja fel, és mert a kúpok nyílásszöge nagy, a képernyőn egyeneseket un. Kikuchi-sávokat látunk (2.19. ábra). A Kikuchi-sávokat határoló sötétebb sávok kialakulásának magyarázatát, a diffrakciót leíró dinamikus elmélet adja meg. A Quanta 3D mikroszkópban az EBSD detektálását Hikarikamera teszi lehetővé. A visszaszórt elektronok hozamának szögfüggése miatt a detektorba jutó maximális intenzitás érdekében a minta síkját 70 -ban megdöntik (2.19. ábra). Az EBSD képeket egy olyan detektor fogja föl, ami a mintatérbeli foszfor bevonatú ernyőn megjelenő diffrakciós képet egy CCD kamera segítségével digitalizálja. A képernyőn megjelenő sávok irányából és helyzetéből a berendezéshez tartozó szoftver kristálytani adatok alapján indexeli ezeket, és azonosítja a kristályok orientációit. Ez az eljárás alkalmas a felület közeli rétegek szemcseorientációjának és fázis eloszlásának vizsgálatára (30-50) nm felületi és mélységi felbontással. A különböző kristályorientációkhoz színeket rendelve orientációs térképek segítik a megfigyelést [9, 11] ábra: A Hikari-kamera elhelyezkedése, és az ernyőn kialakuló diffrakciós kép [9] Energiadiszperzív röntgenspektrometria Az elektronnyaláb által kiváltott röntgen fotonok energiája jellemző a mintában található elemekre, és a keletkező fotonok száma közel arányos ezek koncentrációjával, ezért alkalmasak a minta összetételének kvalitatív és kvantitatív vizsgálatára. A fotonok detektálását a Quanta 3D mikroszkópban egy korszerű szilícium drift detektor végzi, melyben egy 24
25 nagytisztaságú szilícium kristályt alkalmaznak. Előnye hogy a korábban használatos folyékony nitrogénhűtést igényelő PIN detektoroktól eltérően, használatához elegendő egy - 55ºC-os Peltier-elemes hűtést alkalmazni. A rövid holtidő 10 5 foton detektálását teszi lehetővé másodpercenként. A detektor energiafelbontása a Mn K α E=5,9 kev energiájú vonalára: ΔE=130 ev. A detektorhoz impulzus feldolgozó elektronika és sokcsatornás analizátor tartozik, a spektrum rögzítését és elemzését program végzi. Ezzel az eljárással a berilliumtól az uránig lehetséges az elemek azonosítása. Méréseket végezhetünk a minta egy adott pontján, vagy egy előre kijelölt területén. Lehetőség van a spektrumból azon vonalak kiválasztására, melyek eloszlására kíváncsiak vagyunk az adott felületen. Az egyes elemekhez különböző színeket rendelve ily módon elemtérképek készíthetők [5, 12] Fókuszált ionsugaras megmunkálás A pásztázó elektronmikroszkópba épített fókuszált ionnyaláb jelentősen megnöveli a készülékben rejlő lehetőségeket. Az ionnyaláb mikroszkópi kép készítésére, és a minták felületi megmunkálására egyaránt alkalmas. Az ionoszlop felépítése és működése sok tekintetben hasonlít az elektronoszlopéhoz. A forrásból kilépő nyalábot kondenzor lencse formázza, majd egy objektív lencse fókuszálja a mintára. A pásztázást elektromágnes végzi. Az ionforrásokban legtöbbször Ga ionokat alkalmaznak, alacsony olvadáspontja miatt, és mert ez az anyag kevéssé hat kölcsön a tűvel. Az ionforrásban (liquid-metal ion source, LMIS) egy galliummal töltött fűthető tartály található, ami használatkor egy wolfram szálból készült tűt nedvesít meg. A tűre került Ga atomokat kihúzó feszültség ionizálja és indítja meg az áramot. A Ga ionokat gyorsító feszültség értéke 2-30 kv között állítható. A FIB-ben használt ionok jóval nehezebbek és lassabbak, mint az elektronok, ezért a nyaláb fókuszálására a mágneses lencséknél erősebb elektrosztatikus lencséket alkalmaznak. Az ionáram 1,5 pa-től 65 na-ig, az apertúrák segítségével változtatható. A Ga nyaláb és a minta anyagának kölcsönhatásakor az ionok rugalmasan és rugalmatlanul ütközhetnek a mintában lévő atomokkal. A rugalmas ütközések során az ionok kinetikus energiájuk egy részét átadják a mintában lévő atomoknak, kilökve őket a minta anyagából. Ez a porlasztási folyamat (sputtering), ami lehetővé teszi a felület alakítását. A Ga ionok rugalmatlan ütközés során szekunder elektronokat és ionokat is keltenek (2.20. ábra). Ezek a termékek felhasználhatóak ionsugaras képalkotásra. A Quanta 3D SEM/FIB rendszer ionsugaras képalkotásához, szekunder elektronokra és szekunder ionokra érzékeny folytonos dinódájú elektron sokszorozót (continuous dynode electron multiplier, CDEM) alkalmaznak. 25
26 2.20. ábra: A porlasztás folyamatának szemléltetése [13] A nyaláb behatolási mélysége itt is a gyorsító feszültségtől és a minta anyagától függ, de jóval kisebb (különböző anyagokra: nm, V=30 kev esetén), mint az elektronnyaláb esetén, az ionok nagyobb mérete miatt. A képalkotáshoz használt szekunder termékek (elektronok és ionok) a felületközeli kis térfogatból lépnek ki a mintából, ezért főként topografikus információt hordoznak. A szekunder elektronok és ionok száma a kibocsátó felület normálisa és beeső nyaláb közti szögtől függ. Ez a tulajdonság eredményezi a képeken megfigyelhető topografikus kontrasztot. Az ionsugaras képalkotás során figyelembe kell venni a nyaláb felületkárosító hatását. A két eszköz (SEM és FIB) egybeépítésének egyik nagy előnye, hogy az ionnyaláb által precízen megmunkált felületek megfigyelését, a kevésbé roncsoló hatású, nagyfelbontást biztosító SEM teszi lehetővé. Az ionnyaláb segítségével sokféleképpen módosíthatjuk a felületeket a különféle felhasználások számára. A felületek függőleges bevágása például lehetőséget ad a minták keresztmetszete mentén végzett vizsgálatokra. Az ionnyalábbal lehetséges a TEM-ben vizsgálható vékony minták előállítása, és a minta anyagából, akár néhányszor 10 nm-es objektumok kifaragása is. A ábrán egy réz mintából kifaragott un. mikropillárt láthatunk, amelyet a Quanta 3D berendezés ionnyalábjával állítottak elő [14]. A rendszer tartalmaz nanolitográfia létrehozására alkalmas un. gázkémiát is. A gázkémia használatával különböző anyagokat (szén, platina, szigetelők) választhatunk le a felületekre nanométeres mérettartományban. A folyamat során egy vékony tű szorosan megközelíti a minta felületét, majd un. prekurzor gázt bocsájt ki, ami tartalmazza a leválasztani kívánt anyag atomjait. Miközben az ionnyaláb pásztázza a kijelölt területet, a prekurzor gáz elbomlik és a leválasztandó atom a felülethez kötődik. A felületre leválasztott keményebb anyagok segítenek megőrizni a marástól védendő felületeket, vagy pontosabb megmunkálást tesznek lehetővé, például TEM minták vagy keresztmetszetek készítésekor. A gázkémia segítségével vékony, nanométeres vastagságú elektromos vezetők is kialakíthatók, vagy jelöléseket lehet elhelyezni a minta felületén a további vizsgálatok számára [4, 13]. 26
27 2.21. ábra: Ion nyaláb által, réz mintából kifaragott mikropillár SEM képe [14] 3. A többfunkciós SEM alkalmazása finomszemcsés anyagok mikroszerkezetének vizsgálatában A SEM működésének megismerését, és az alapvető működtetés elsajátítását követően, egy Zn-22Al ötvözet mikroszerkezetének vizsgálatát választottuk mérési feladatként, a megszerzett tudás alkalmazására. Az első SEM képek készítésekor a Zn-22Al minta felületének elégtelen simasága nem tette lehetővé a mikroszerkezet megfigyelését. A 3.1. ábra a felület BSED képét mutatja. A felületen karcolások és repedések láthatók, ezért egy mechanikai eljárást, finomcsiszolást alkalmaztunk a nagyobb simaság érdekében. Majd ezt követően újra vizsgáltuk a felületet. A 3.2. ábrán látszik, hogy a csiszolás eredményeképp már jobban látható az anyag szerkezete, de a felület simasága még mindig nem elegendő jó minőségű kép készítéséhez. 27
28 3.1. ábra: A Zn-22Al ötvözet kezeletlen felületének SEM képe 3.2. ábra: A Zn-22Al ötvözet csiszolt felületének SEM képe A finomszerkezet megfigyeléséhez szükséges simaságú felületek létrehozásához, a Quanta 3D SEM/FIB készülékben rendelkezésünkre álló fókuszált ionnyalábot hívtuk segítségül. Ezért jobban megismerkedtem a FIB rendszer működésével és elsajátítottam a sima felületek kialakításához szükséges működtetési ismeretekkel. A felületek kialakításához a mintá- 28
29 kon keresztmetszeti bevágást végeztünk. Ennek során, a gyors maratás érdekében először nagy, 7-15 na ionáramú nyalábot használtunk, majd hogy a megfigyelésekhez szükséges simaságú felület alakuljon ki, egy kis pa ionáramú utókezelést alkalmaztunk. A 3.3. ábrán az ion nyalábbal kialakított keresztmetszeti felület látható. A felület kiásását megelőzően, a berendezéshez tartozó gázkémia segítségével egy vékony platina réteget választottunk le a felületre, hogy ezzel védjük a keresztmetszetet a nagy ionáramú nyalábtól. Az ionsugaras megmunkálással kialakított sima felületen már jól megfigyelhető az ötvözet szerkezete ábra: Ionnyalábbal készített Zn-22Al minta keresztmetszeti felülete A Zn-22Al az alumínium ipar egyik alapanyaga, és gyakran modell anyagként szerepel a különböző anyagtudományi kutatásokban alacsony olvadáspontja (548 K) és jó alakíthatósága miatt. A kétalkotós ötvözetet 78 wt.% cink és 22 wt.% alumínium alkotja. Ebben az összetételben a két alkotó un. eutektoidos ötvözetet hoz létre, mely homogén szilárd oldatból képződik állandó hőmérsékleten, majd a fázisátalakulás során két új fázis jelenik meg, ami ez esetben, egy cinkben és egy alumíniumban gazdag fázis. Az így kialakult anyagot a kétféle, eltérő összetételű szilárd oldatból álló kristályok keveréke alkotja. A 3.4. és 3.5. ábra egy 473K hőmérsékleten, 1 óráig homogenizált Zn-22Al minta Everhart-Thornleydetektorral készült SEM képét mutatja. A 3.4. ábrán az ionbemarással feltárt mikroszerkezetet látjuk, ahol a sötétebb területeket a kisebb rendszámú alumíniumban gazdag fázis, a világos részeket a magasabb rendszámú cinkben gazdag fázis alkotja. 29
30 3.4. ábra: Deformálatlan Zn-22Al ötvözet ionbemarással készített felületének SEM képe 3.5. ábra: Deformálatlan Zn-22Al ötvözet SEM képe nagyobb nagyításban 30
31 A 3.5. ábra a felület nagyobb nagyítású képét mutatja, ahol megfigyelhetőek az anyagot alkotó szemcsék és szemcsehatárok is, 1 µm nagyságú átlagos szemcsemérettel. A szerkezet nagyfokú inhomogenitást mutat, ami kedvezőtlen mechanikai és plasztikai tulajdonságokat eredményez. Homogénebb, előnyösebb mikroszerkezetet az anyag megmunkálásával állíthatunk elő. A régóta használatos technikák mellett, mint pl. a hideg hengerlés vagy a húzás, a nyolcvanas évek vége óta rendelkezésünkre állnak nagymértékű képlékeny deformációs módszerek is (severe plastic deformation, SPD). Az SPD módszerek használatával nagy nyomás mellett, alacsony hőmérsékleten nagymértékű képlékeny deformáció, és ennek hatására nagyfokú szerkezet finomodás érhető el. A két leggyakrabban alkalmazott SPD technika a nagynyomású csavarás (high pressure torsion, HPT) és a könyöksajtolás (equal channel angular pressing, ECAP). Ezeknél a módszereknél a minta alakja változatlan marad az eljárást követően, ezért a folyamat többször is ismételhető a kívánt nagyságú deformáció érdekében [15]. Méréseink során a Zn-22Al ötvözet mikroszerkezetének ECAP és HPT deformációs eljárások hatására bekövetkező megváltozását vizsgáltuk ECAP deformációnak kitett Zn-22Al ötvözet mikroszerkezetének vizsgálata A könyöksajtolás során a mintát egy speciális könyökcsövön nyomják át, melynek bejövő és kimeneti ága azonos keresztmetszettel rendelkezik (3.6. a, ábra). Az eljáráshoz általában (10-20) mm átmérőjű és (50-100) mm hosszúságú rúd alakú mintát használnak. A minta és a cső keresztmetszetei megegyeznek, ezért a bekövetkező deformáció a két cső metszéssíkjában történő tiszta nyírásnak felel meg. A deformáció mértékét a két cső hajlásszöge ϕ, a könyökcső külső falának lekerekítettségét jellemző ψ szög és az áthaladások száma N határozza meg [16]: ε N = N 2ctg φ 2 +ψ 2 +ψsin 1 φ 2 +ψ 2. (3.1.) 3 Az áthaladások között lehetőség van a minták hossztengely körüli elforgatására is, a gyakorlatban 4 különböző utat szoktak megkülönböztetni (3.3. b, ábra) a forgatások szöge és iránya szerint [16] ábra: A könyöksajtolás sematikus ábrája (a,) és a lehetséges sajtoló utak (b,)[16] 31
32 Az általunk vizsgált mintán 8 átnyomásos (passes) B C útvonalon történő ECAP deformációt alkalmaztunk, melynek SEM képét a 3.7. ábra mutatja. Látható, hogy az eljárás a deformálatlan minta szerkezetéhez képest egyenletesebb mikroszerkezetet eredményezett, ahol 0,8 µm átlag szemcseméret adódik ábra: ECAP deformációnak kitett Zn-22Al ötvözet SEM képe 3.2. HPT deformációnak kitett Zn-22Al ötvözet mikroszerkezetének vizsgálata A nagynyomású csavarás használatával lehetőségünk van nagy nyírási deformáció és több GPa nagyságú nyomás egyidejű alkalmazására a mintán. Az eljárás során egy (10-20) mm átmérőjű, korong alakú mintát két üllő közé helyeznek (3.8. ábra), ezek közül az alsó rögzített, míg a felső forgatható. Az üllő elforgatásával, a minta és mintatartó közötti súrlódás nagy nyírási deformációt hoz létre az anyagban. A deformáció nem homogén, mértéke a korong sugara mentén változik, úgy hogy [15]: γ(r) = 2πrθ L, (3.2.) ahol L a minta vastagságát és θ a csavarás szögét, r pedig a sugár mentén, középponttól mért távolságot jelöli (0 r R). Az eljárás közben alkalmazott nyomás megakadályozza, hogy a nagy nyírási deformáció hatására repedések alakuljanak ki az anyagban. 32
33 3.8. ábra: A nagynyomású csavarás sematikus képe [16] A 3.9. és ábra a HPT eljárással deformált minta mikroszerkezetét mutatja a minta korong szélénél. A vizsgálati mintát a Dél-Kaliforniai Egyetemen található Departments of Aerospace & Mechanical Engineering and Materials Science munkatársai készítették. A deformáció 5 teljes fordulattal, 6 GPa nyomás alatt történt. A SEM képeken a kiindulási állapothoz képest egy homogénebb és finomabb mikroszerkezetet látunk, ahol a deformálatlan mintán mért átlagszemcseméret a felére, 0,5 µm nagyságúra csökkent a HPT deformációs eljárás hatására ábra: HPT deformációnak kitett Zn-22Al ötvözet SEM képe 33
34 3.10. ábra: HPT deformációnak kitett Zn-22Al ötvözet SEM képe nagyobb nagyításban A Quanta 3D SEM/FIB nagyfelbontású pásztázó elektronmikroszkóppal készített képeken egyértelműen látszik, hogyan változik, finomodik az ötvözet mikroszerkezete az ECAP és HPT eljárásoknak köszönhetően. A Zn-22Al ötvözet mikroszerkezetének vizsgálata jó példája annak, hogy a fókuszált ion nyaláb hogyan sokszorozza meg a pásztázó elektronmikroszkóp lehetőségeit, hiszen a FIB használata nélkül nem tárult volna fel számunkra az anyagot jellemző mikroszerkezet. 4. Összefoglalás Az elmúlt két évtizedben a különböző természettudományos területeken dolgozó kutatók figyelme egyre inkább a szubmikronos, vagy az ennél is kisebb 100 nm alatti mérettartományú objektumok felé irányult. Az ilyen mérettartományban végzett kutatások korszerű, nagyfelbontású, mikroszkópi és spektroszkópiai eszközöket igényelnek. Ezért az ELTE Természettudományi Karán, egy Anyag- és Élettudományi Szerkezetkutató Centrumot alakítottak ki, melynek laboratóriumait, több világszínvonalú készülékkel, köztük a Quanta 3D SEM/FIB mikroszkóppal szerelték fel. A szakdolgozat megírásának felkészülési idejében első feladatom volt ennek a Magyarországon egyedülálló, bonyolult mikroszkóp működésének a megismerése. Ennek során lehetőségem volt egy, a működtetők által szervezett konferencián is részt venni, amelyen előadások hangoztak el a készülék működéséről, bemutatták az addig elért eredményeket, és felvázolták távlati terveiket is. Ezt követően a mikroszkóp alapvető működtetését sajátítottam el, megismerkedtem a mikroszkópban található detektorokkal, és hogy az általuk készített képek milyen információkkal szolgálnak a felhasználók számára. Hogy alkalmazhassam az elsajátított tudást, egy olyan mérés sorozatot választottunk, ami a kis 34
A nanotechnológia mikroszkópja
1 Havancsák Károly, ELTE Fizikai Intézet A nanotechnológia mikroszkópja EGIS 2011. június 1. FEI Quanta 3D SEM/FIB 2 Havancsák Károly, ELTE Fizikai Intézet A nanotechnológia mikroszkópja EGIS 2011. június
RészletesebbenFókuszált ionsugaras megmunkálás
FEI Quanta 3D SEM/FIB Dankházi Zoltán 2016. március 1 FIB = Focused Ion Beam (Fókuszált ionnyaláb) Miből áll egy SEM/FIB berendezés? elektron oszlop ion oszlop gáz injektorok detektor CDEM (SE, SI) 2 Dual-Beam
RészletesebbenFókuszált ionsugaras megmunkálás
1 FEI Quanta 3D SEM/FIB Fókuszált ionsugaras megmunkálás Ratter Kitti 2011. január 19-21. 2 FIB = Focused Ion Beam (Fókuszált ionnyaláb) Miből áll egy SEM/FIB berendezés? elektron oszlop ion oszlop gáz
RészletesebbenELTE Fizikai Intézet. FEI Quanta 3D FEG kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp
ELTE Fizikai Intézet FEI Quanta 3D FEG kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp mintatartó mikroszkóp nyitott ajtóval Fő egységek 1. Elektron forrás 10-7 Pa 2. Mágneses lencsék 10-5 Pa 3. Pásztázó mágnesek
RészletesebbenHavancsák Károly Nagyfelbontású kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp az ELTÉ-n: lehetőségek, eddigi eredmények
Havancsák Károly Nagyfelbontású kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp az ELTÉ-n: lehetőségek, eddigi eredmények Nanoanyagok és nanotechnológiák Albizottság ELTE TTK 2013. Havancsák Károly Nagyfelbontású
RészletesebbenHavancsák Károly Az ELTE TTK kétsugaras pásztázó elektronmikroszkópja. Archeometriai műhely ELTE TTK 2013.
Havancsák Károly Az ELTE TTK kétsugaras pásztázó elektronmikroszkópja Archeometriai műhely ELTE TTK 2013. Elektronmikroszkópok TEM SEM Transzmissziós elektronmikroszkóp Átvilágítós vékony minta < 100
RészletesebbenPásztázó elektronmikroszkóp. Alapelv. Szinkron pásztázás
Pásztázó elektronmikroszkóp Scanning Electron Microscope (SEM) Rasterelektronenmikroskope (REM) Alapelv Egy elektronágyúval vékony elektronnyalábot állítunk elő. Ezzel pásztázzuk (eltérítő tekercsek segítségével)
RészletesebbenNagyműszeres vegyész laboratórium programja. 8:15-8:25 Rövid vizuális ismerkedés a SEM laborral. (Havancsák Károly)
Nagyműszeres vegyész laboratórium programja 8:15-8:25 Rövid vizuális ismerkedés a SEM laborral. (Havancsák Károly) 8:30-9:15 A pásztázó elektronmikroszkópia (SEM) alapjai. (Havancsák Károly) 9:30-10:15
RészletesebbenQuanta 3D SEM/FIB Kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp. Havancsák Károly
Quanta 3D SEM/FIB Kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp Havancsák Károly http://sem.elte.hu 1 FEI Quanta 3D SEM/FIB Anton van Leeuwenhoek (1632-1723, Delft) FEI (Philips) Eindhoven 2 A Képképzés fajtái
RészletesebbenMilyen simaságú legyen a minta felülete jó minőségű EBSD mérésekhez
1 Milyen simaságú legyen a minta felülete jó minőségű EBSD mérésekhez Havancsák Károly Dankházi Zoltán Ratter Kitti Varga Gábor Visegrád 2012. január Elektron diffrakció 2 Diffrakció - kinematikus elmélet
RészletesebbenNagyműszeres vegyész laboratórium programja. 9:15-9:25 Rövid vizuális ismerkedés a SEM laborral. (Havancsák Károly)
Nagyműszeres vegyész laboratórium programja 9:15-9:25 Rövid vizuális ismerkedés a SEM laborral. (Havancsák Károly) 9:30-11:00 A pásztázó elektronmikroszkópia (SEM) alapjai és visszaszórtelektron diffrakció
RészletesebbenFEI Quanta 3D. Nanoszerkezetek vizsgálatára alkalmas kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp az ELTE TTK-n
FEI Quanta 3D Nanoszerkezetek vizsgálatára alkalmas kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp az ELTE TTK-n Havancsák Károly, Dankházi Zoltán, Varga Gábor, Ratter Kitti ELTE TTK Anyagfizikai Tanszék ELFT
RészletesebbenMikroszerkezeti vizsgálatok
Mikroszerkezeti vizsgálatok Dr. Szabó Péter BME Anyagtudomány és Technológia Tanszék 463-2954 szpj@eik.bme.hu www.att.bme.hu Tematika Optikai mikroszkópos vizsgálatok, klasszikus metallográfia. Kristálytan,
RészletesebbenKépalkotás a pásztázó elektronmikroszkóppal
1 Képalkotás a pásztázó elektronmikroszkóppal Anton van Leeuwenhoek (1632-1723, Delft) Havancsák Károly, 2011. január FEI Quanta 3D SEM/FIB 2 A TÁMOP pályázat eddigi történései 3 Időrend A helyiség kialakítás
RészletesebbenA szubmikronos anyagtudomány néhány eszköze. Havancsák Károly ELTE TTK Központi Kutató és Műszer Centrum július.
1 A szubmikronos anyagtudomány néhány eszköze Havancsák Károly ELTE TTK Központi Kutató és Műszer Centrum 2012. július. Mikroszkópok 2 - Transzmissziós elektronmikroszkóp (TEM), - Pásztázó elektronmikroszkóp
RészletesebbenFókuszált ionsugaras megmunkálás
FEI Quanta 3D SEM/FIB Fókuszált ionsugaras megmunkálás Dankházi Zoltán 2013. március 1 FIB = Focused Ion Beam (Fókuszált ionnyaláb) Miből áll egy SEM/FIB berendezés? elektron oszlop ion oszlop gáz injektorok
RészletesebbenPásztázó elektronmikroszkóp (SEM scanning electronmicroscope)
Pásztázó elektronmikroszkóp (SEM scanning electronmicroscope) Laborgykorlat Thiele Ádám Az EM és az OM összehasonlítása Az elektronmikroszkóp (EM) működési elve azonos az optikai mikroszkópéval (OM). Az
Részletesebben6-7. PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA MEGBÍZHATÓSÁGI HIBAANALITIKA VIETM154 HARSÁNYI GÁBOR, BALOGH BÁLINT
6-7. PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA MEGBÍZHATÓSÁGI HIBAANALITIKA VIETM154 HARSÁNYI GÁBOR, BALOGH BÁLINT BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND ECONOMICS DEPARTMENT OF ELECTRONICS TECHNOLOGY PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓP
RészletesebbenDankházi Z., Kalácska Sz., Baris A., Varga G., Ratter K., Radi Zs.*, Havancsák K.
Dankházi Z., Kalácska Sz., Baris A., Varga G., Ratter K., Radi Zs.*, Havancsák K. ELTE, TTK KKMC, 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/A. * Technoorg Linda Kft., 1044 Budapest, Ipari Park utca 10. Műszer:
RészletesebbenEnergia-diszperzív röntgen elemanalízis és Fókuszált ionsugaras megmunkálás FEI Quanta 3D SEM/FIB
Energia-diszperzív röntgen elemanalízis és Fókuszált ionsugaras megmunkálás FEI Quanta 3D SEM/FIB Dankházi Zoltán 2015. március 1 Energia-diszperzív Fókuszált ionsugaras röntgen megmunkálás elemanalízis
RészletesebbenEnergia-diszperzív röntgen elemanalízis
Fókuszált ionsugaras megmunkálás Energia-diszperzív röntgen elemanalízis FEI Quanta 3D SEM/FIB Dankházi Zoltán 2016. március 1 EDS = Energy Dispersive Spectroscopy Hol található a SEM/FIB berendezésen?
RészletesebbenTypotex Kiadó. Tartalomjegyzék
Tartalomjegyzék Előszó 1 1. Az alapok 3 1.1. A pásztázó elektronmikroszkópia helye a korszerű tudományban 3 Irodalom 6 1.2. Elektron anyag kölcsönhatás 7 1.2.1. Rugalmas szórás 12 1.2.2. Rugalmatlan szórás
RészletesebbenRöntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)
Röntgensugárzás az orvostudományban Röntgen kép és Komputer tomográf (CT) Orbán József, Biofizikai Intézet, 2008 Hand mit Ringen: print of Wilhelm Röntgen's first "medical" x-ray, of his wife's hand, taken
RészletesebbenFény- és fluoreszcens mikroszkópia. A mikroszkóp felépítése Brightfield mikroszkópia
Fény- és fluoreszcens mikroszkópia A mikroszkóp felépítése Brightfield mikroszkópia Történeti áttekintés 1595. Jensen (Hollandia): első összetett mikroszkóp (2 lencse, állítható távolság) 1625. Giovanni
RészletesebbenAz elektron hullámtermészete. Készítette Kiss László
Az elektron hullámtermészete Készítette Kiss László Az elektron részecske jellemzői Az elektront Joseph John Thomson fedezte fel 1897-ben. 1906-ban Nobel díj! Az elektronoknak, az elektromos és mágneses
RészletesebbenModern mikroszkópiai módszerek 1 2011 2012
MIKROSZKÓPIA AZ ORVOS GYÓGYSZERÉSZ GYAKORLATBAN - DIAGOSZTIKA -TERÁPIA például: szemészet nőgyógyászat szövettan bakteriológia patológia gyógyszerek fejlesztése, tesztelése Modern mikroszkópiai módszerek
RészletesebbenA nanotechnológia mikroszkópjai. Havancsák Károly, 2011. január
1 A nanotechnológia mikroszkópjai Havancsák Károly, 2011. január Az előadás tematikája 2 - Transzmissziós elektronmikroszkóp (SEM), - Pásztázó elektronmikroszkóp (TEM), - Pásztázó alagútmikroszkóp (STM),
RészletesebbenRövid ismertető. Modern mikroszkópiai módszerek. A mikroszkóp. A mikroszkóp. Az optikai mikroszkópia áttekintése
Rövid ismertető Modern mikroszkópiai módszerek Nyitrai Miklós 2010. március 16. A mikroszkópok csoportosítása Alapok, ismeretek A működési elvek Speciális módszerek A mikroszkópia története ld. Pdf. Minél
RészletesebbenCompton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.
Compton-effektus jegyzıkönyv Zsigmond Anna Fizika BSc III. Mérés vezetıje: Csanád Máté Mérés dátuma: 010. április. Leadás dátuma: 010. május 5. Mérés célja A kvantumelmélet egyik bizonyítékának a Compton-effektusnak
RészletesebbenMikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése
Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése (Mérési jegyzőkönyv) Hagymási Imre 2007. március 19. (hétfő délelőtti csoport) 1. Mikroszkóp vizsgálata 1.1. A mérés
RészletesebbenPÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA
PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA 1 Havancsák Károly, Dankházi Zoltán ELTE Anyagfizikai Tanszék PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA 1. BEVEZETÉS A hagyományos optikai mikroszkóp felbontóképessége a diffrakciós korlát
RészletesebbenOrvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény
Orvosi iofizika I. Fénysugárzásanyaggalvalókölcsönhatásai. Fényszóródás, fényabszorpció. Az abszorpciós spektrometria alapelvei. (Segítséga 12. tételmegértéséhezésmegtanulásához, továbbá a Fényabszorpció
RészletesebbenFinomszerkezetvizsgálat
Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat 2015/16 Finomszerkezetvizsgálat Dr. Szabó Péter János szpj@eik.bme.hu Szerkezetvizsgálat szintjei Atomi elrendeződés vizsgálata (röntgendiffrakció, transzmissziós elektronmikroszkóp,
RészletesebbenSzerkezetvizsgálat szintjei
Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat 2015/16 Finomszerkezetvizsgálat Dr. Szabó Péter János szpj@eik.bme.hu Szerkezetvizsgálat szintjei Atomi elrendeződés vizsgálata (röntgendiffrakció, transzmissziós elektronmikroszkóp,
RészletesebbenSugárzások kölcsönhatása az anyaggal
Radioaktivitás Biofizika előadások 2013 december Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal PTE ÁOK Biofizikai Intézet, Orbán József Összefoglaló radioaktivitás alapok Nukleononkénti kötési energia (MeV) Egy
RészletesebbenVázlat a transzmissziós elektronmikroszkópiához (TEM) dr. Dódony István
Dódony István: TEM, vázlat vegyészeknek, 1996 1 Vázlat a transzmissziós elektronmikroszkópiához (TEM) dr. Dódony István A TEM a szilárd anyagok kémiai és szerkezeti jellemzésére alkalmas vizsgálati módszer.
RészletesebbenMikroszkóp vizsgálata Folyadék törésmutatójának mérése
KLASSZIKUS FIZIKA LABORATÓRIUM 8. MÉRÉS Mikroszkóp vizsgálata Folyadék törésmutatójának mérése Mérést végezte: Enyingi Vera Atala ENVSAAT.ELTE Mérés időpontja: 2011. október 12. Szerda délelőtti csoport
RészletesebbenEDX EBSD. Elméleti háttér Spektrumok alakja Gyakorlati alkalmazása
EDX Elméleti háttér Spektrumok alakja Gyakorlati alkalmazása EBSD Elméleti háttér Felület előkészítése Orientálás Hough-transzformáció IPF, IQ Felület minősége 2 Elektron besugárzás Röntgen foton kisugárzás
RészletesebbenNAGYFELBONTÁSÚ PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓP AZ EÖTVÖS EGYETEMEN
NAGYFELBONTÁSÚ PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓP AZ EÖTVÖS EGYETEMEN Havancsák Károly, Lendvai János ELTE Természettudományi Kar 2010 ôszén az Eötvös Loránd Tudományegyetem Európai Léptékkel a Tudásért, ELTE
RészletesebbenLencse típusok Sík domború 2x Homorúan domború Síkhomorú 2x homorú domb. Homorú
Jegyzeteim 1. lap Fotó elmélet 2015. október 9. 14:42 Lencse típusok Sík domború 2x Homorúan domború Síkhomorú 2x homorú domb. Homorú Kardinális elemek A lencse képalkotását meghatározó geometriai elemek,
RészletesebbenRöntgensugárzás. Röntgensugárzás
Röntgensugárzás 2012.11.21. Röntgensugárzás Elektromágneses sugárzás (f=10 16 10 19 Hz, E=120eV 120keV (1.9*10-17 10-14 J), λ
RészletesebbenModern Fizika Labor Fizika BSC
Modern Fizika Labor Fizika BSC A mérés dátuma: 2009. május 4. A mérés száma és címe: 9. Röntgen-fluoreszencia analízis Értékelés: A beadás dátuma: 2009. május 13. A mérést végezte: Márton Krisztina Zsigmond
RészletesebbenSugárzás és anyag kölcsönhatásán alapuló módszerek
Sugárzás és anyag kölcsönhatásán alapuló módszerek Elektronmikroszkópok A leképzendő mintára elektronsugarakat bocsátunk. Mivel az elektronsugár (mint hullám) hullámhossza kb. 5 nagyságrenddel kisebb a
RészletesebbenElektronmikroszkópia. Nagy Péter (peter.v.nagy@gmail.com) Debreceni Egyetem, Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet 1/47
Elektronmikroszkópia Nagy Péter (peter.v.nagy@gmail.com) Debreceni Egyetem, Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet 1/47 x Miért van szükség elektronmikroszkópra? intenzitásprofil képernyő apertúra Egy fénnyel
RészletesebbenNév... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez
A Név... Válassza ki a helyes mértékegységeket! állandó intenzitás abszorbancia moláris extinkciós A) J s -1 - l mol -1 cm B) W g/cm 3 - C) J s -1 m -2 - l mol -1 cm -1 D) J m -2 cm - A Wien-féle eltolódási
RészletesebbenRöntgen-gamma spektrometria
Röntgen-gamma spektrométer fejlesztése radioaktív anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű meghatározására Szalóki Imre, Gerényi Anita, Radócz Gábor Nukleáris Technikai Intézet
RészletesebbenSzerkezetvizsgálat szintjei
Anyagtudomány 2013/14 Szerkezetvizsgálat Dr. Szabó Péter János szpj@eik.bme.hu Szerkezetvizsgálat szintjei Atomi elrendeződés vizsgálata (röntgendiffrakció, transzmissziós elektronmikroszkóp, atomerő-mikroszkóp)
RészletesebbenFényhullámhossz és diszperzió mérése
KLASSZIKUS FIZIKA LABORATÓRIUM 9. MÉRÉS Fényhullámhossz és diszperzió mérése Mérést végezte: Enyingi Vera Atala ENVSAAT.ELTE Mérés időpontja: 2011. október 19. Szerda délelőtti csoport 1. A mérés célja
RészletesebbenAz elektromágneses sugárzás kölcsönhatása az anyaggal
Az elektromágneses sugárzás kölcsönhatása az anyaggal Radiometriai alapfogalmak Kisugárzott felületi teljesítmény Besugárzott felületi teljesítmény A fény kölcsönhatása az anyaggal 1. M ΔP W ΔA m 2 E be
RészletesebbenA sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása
A sugárzás és az anyag kölcsönhatása A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása Cserenkov-sugárzás v>c/n, n törésmutató cos c nv Cserenkov-sugárzás Pl. vízre (n=1,337): 0,26 MeV c 8 m / s 2. 2* 10 A sugárzás
RészletesebbenSugárzások és anyag kölcsönhatása
Sugárzások és anyag kölcsönhatása Az anyaggal kölcsönhatásba lépő részecskék Töltött részecskék Semleges részecskék Nehéz Könnyű Nehéz Könnyű T D p - + n Radioaktív sugárzás + anyag energia- szóródás abszorpció
RészletesebbenRadioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.
Különböző sugárzások tulajdonságai Típus töltés Energia hordozó E spektrum Radioaktí sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktí sugárzások detektálása. α-sugárzás pozití
RészletesebbenRöntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november
Röntgendiffrakció Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet 2013. november Előadás vázlata Röntgen sugárzás Interferencia, diffrakció (elektromágneses hullámok) Kristályok szerkezete Röntgendiffrakció
RészletesebbenPÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA
PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA 1 Havancsák Károly, Dankházi Zoltán ELTE Anyagfizikai Tanszék PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA 1. BEVEZETÉS A hagyományos optikai mikroszkóp felbontóképessége a diffrakciós korlát
RészletesebbenA TÖMEGSPEKTROMETRIA ALAPJAI
A TÖMEGSPEKTROMETRIA ALAPJAI web.inc.bme.hu/csonka/csg/oktat/tomegsp.doc alapján tömeg-töltés arány szerinti szétválasztás a legérzékenyebb módszerek közé tartozik (Nagyon kis anyagmennyiség kimutatására
RészletesebbenGyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by NKTH and OTKA (H07-C 74281) 2009. augusztus 17 Hungarian Teacher Program, CERN 1
Gyorsítók Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen Supported by NKTH and OTKA (H07-C 74281) 2009. augusztus 17 Hungarian Teacher Program, CERN 1 Az anyag felépítése Részecskefizika kvark, lepton Erős, gyenge,
RészletesebbenELEMI RÉSZECSKÉK ATOMMODELLEK
ELEMI RÉSZECSKÉK ATOMMODELLEK Az atomok felépítése Készítette: Horváthné Vlasics Zsuzsanna Mi van az atomok belsejében? DÉMOKRITOSZ (Kr.e. 460-370) az anyag nem folytonos parányi, tovább nem bontható,
RészletesebbenEBSD-alkalmazások. Minta-elôkészítés, felületkezelés
VISSZASZÓRTELEKTRON-DIFFRAKCIÓS VIZSGÁLATOK AZ EÖTVÖS LORÁND TUDOMÁNYEGYETEMEN 2. RÉSZ Havancsák Károly, Kalácska Szilvia, Baris Adrienn, Dankházi Zoltán, Varga Gábor Eötvös Loránd Tudományegyetem, Természettudományi
Részletesebben11.3. Az Achilles- ín egy olyan rugónak tekinthető, amelynek rugóállandója 3 10 5 N/m. Mekkora erő szükséges az ín 2 mm- rel történő megnyújtásához?
Fényemisszió 2.45. Az elektromágneses spektrum látható tartománya a 400 és 800 nm- es hullámhosszak között található. Mely energiatartomány (ev- ban) felel meg ennek a hullámhossztartománynak? 2.56. A
RészletesebbenOPTIKA. Gömbtükrök képalkotása, leképezési hibák. Dr. Seres István
OPTIKA Gömbtükrök képalkotása, Dr. Seres István Tükrök http://www.mozaik.info.hu/mozaweb/feny/fy_ft11.htm Seres István 2 http://fft.szie.hu Gömbtükrök Domború tükör képalkotása Jellegzetes sugármenetek
RészletesebbenNagynyomású csavarással tömörített réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és termikus stabilitása
Nagynyomású csavarással tömörített réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és termikus stabilitása P. Jenei a, E.Y. Yoon b, J. Gubicza a, H.S. Kim b, J.L. Lábár a,c, T. Ungár a a Anyagfizikai Tanszék,
RészletesebbenJegyzőkönyv. mágneses szuszceptibilitás méréséről (7)
Jegyzőkönyv a mágneses szuszceptibilitás méréséről (7) Készítette: Tüzes Dániel Mérés ideje: 8-1-1, szerda 14-18 óra Jegyzőkönyv elkészülte: 8-1-8 A mérés célja A feladat egy mágneses térerősségmérő eszköz
RészletesebbenFEI Quanta 3D SEM/FIB. Havancsák Károly 2010. december
1 Havancsák Károly 2010. december 2 Időrend A helyiség kialakítás tervezése 2010. május Mágneses tér, vibráció mérése 2010. május A helyiség kialakítása 2010. augusztus 4 22. A berendezés szállítása 2010.
RészletesebbenA gamma-sugárzás kölcsönhatásai
Ref. [3] A gamma-sugárzás kölcsönhatásai Az anyaggal való kölcsönhatás kis valószínűségű hatótávolság nagy A sugárzás gyengülését 3 féle kölcsönhatás okozza. fotoeffektus Compton-szórás párkeltés A gamma-fotonok
RészletesebbenKristályorientáció-térképezés (SEM-EBSD) opakásványok és fluidzárványaik infravörös mikroszkópos vizsgálatához
Kristályorientáció-térképezés (SEM-EBSD) opakásványok és fluidzárványaik infravörös mikroszkópos vizsgálatához Takács Ágnes, Molnár Ferenc & Dankházi Zoltán Ásványtani Tanszék & Anyagfizikai Tanszék Centrumban
RészletesebbenAnyagos rész: Lásd: állapotábrás pdf. Ha többet akarsz tudni a metallográfiai vizsgálatok csodáiról, akkor: http://testorg.eu/editor_up/up/egyeb/2012_01/16/132671554730168934/metallografia.pdf
RészletesebbenRöntgenanalitika. Röntgenradiológia, Komputertomográfia (CT) Röntgenfluoreszcencia (XRF) Röntgenkrisztallográfia Röntgendiffrakció (XRD)
Röntgenanalitika Röntgenradiológia, Komputertomográfia (CT) Röntgenfluoreszcencia (XRF) Röntgenkrisztallográfia Röntgendiffrakció (XRD) A röntgensugárzás Felfedezése (1895, W. K. Röntgen, katódsugárcső,
RészletesebbenOptika gyakorlat 5. Gyakorló feladatok
Optika gyakorlat 5. Gyakorló feladatok. példa: Leképezés - Fruzsika játszik Fruzsika több nagy darab ívelt üveget tart maga elé. Határozd meg, hogy milyen típusú objektívek (gyűjtő/szóró) ezek, és milyen
RészletesebbenOptika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)
Optika gyakorlat 6. Interferencia Interferencia Az interferencia az a jelenség, amikor kett vagy több hullám fázishelyes szuperpozíciója révén a térben állóhullám kép alakul ki. Ez elektromágneses hullámok
RészletesebbenE (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic
Abszorpciós spektroszkópia Abszorpciós spektrofotometria 29.2.2. Az abszorpciós spektroszkópia a fényabszorpció jelenségét használja fel híg oldatok minőségi és mennyiségi vizsgálatára. Abszorpció Az elektromágneses
RészletesebbenModern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása
Modern Fizika Labor Fizika BSC A mérés dátuma: 2011.09.27. A mérés száma és címe: 2. Elemi töltés meghatározása Értékelés: A beadás dátuma: 2011.10.11. A mérést végezte: Kalas György Benjámin Németh Gergely
Részletesebben-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.
Félvezető detektorok - A legfiatalabb detektor család; a 1960-as évek közepétől kezdték alkalmazni őket. - Működésük bizonyos értelemben hasonló a gáztöltésű detektorokéhoz, ezért szokták őket szilárd
RészletesebbenA mágneses tulajdonságú magnetit ásvány, a görög Magnészia városról kapta nevét.
MÁGNESES MEZŐ A mágneses tulajdonságú magnetit ásvány, a görög Magnészia városról kapta nevét. Megfigyelések (1, 2) Minden mágnesnek két pólusa van, északi és déli. A felfüggesztett mágnes - iránytű -
RészletesebbenModern fizika vegyes tesztek
Modern fizika vegyes tesztek 1. Egy fotonnak és egy elektronnak ugyanakkora a hullámhossza. Melyik a helyes állítás? a) A foton lendülete (impulzusa) kisebb, mint az elektroné. b) A fotonnak és az elektronnak
RészletesebbenAtomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István
Atomfizika Fizika kurzus Dr. Seres István Történeti áttekintés 440 BC Democritus, Leucippus, Epicurus 1660 Pierre Gassendi 1803 1897 1904 1911 19 193 John Dalton Joseph John (J.J.) Thomson J.J. Thomson
RészletesebbenElektromos áram. Vezetési jelenségek
Elektromos áram. Vezetési jelenségek Emlékeztető Elektromos áram: töltéshordozók egyirányú áramlása Áramkör részei: áramforrás, vezető, fogyasztó Áramköri jelek Emlékeztető Elektromos áram hatásai: Kémiai
RészletesebbenNanokeménység mérések
Cirkónium Anyagtudományi Kutatások ek Nguyen Quang Chinh, Ugi Dávid ELTE Anyagfizikai Tanszék Kutatási jelentés a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal támogatásával az NKFI Alapból létrejött
RészletesebbenFIZIKA ZÁRÓVIZSGA 2015
FIZIKA ZÁRÓVIZSGA 2015 TESZT A következő feladatokban a három vagy négy megadott válasz közül pontosan egy helyes. Írd be az általad helyesnek vélt válasz betűjelét a táblázat megfelelő cellájába! Indokolni
RészletesebbenSzerkezetvizsgálat ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS (BSc)
Szerkezetvizsgálat ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS (BSc) TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR ANYAGTUDOMÁNYI INTÉZET Miskolc, 2008. 1. Tantárgyleírás Szerkezetvizsgálat kommunikációs
RészletesebbenFolyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv
Folyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv Zsigmond Anna Julia Fizika MSc I. Mérés vezet je: Horváth Ákos Mérés dátuma: 2010. október 21. Leadás dátuma: 2010. november 8. 1 1. Bevezetés A mérés
RészletesebbenHangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata
KLASSZIKUS FIZIKA LABORATÓRIUM 3. MÉRÉS Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata Mérést végezte: Enyingi Vera Atala ENVSAAT.ELTE Mérés időpontja: 2011. november 23. Szerda délelőtti csoport 1. A
RészletesebbenAz Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény
Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény Maxwell elméleti meggondolások alapján feltételezte, hogy a változó elektromos tér örvényes mágneses teret kelt (hasonlóan ahhoz ahogy a változó mágneses tér
RészletesebbenOptika gyakorlat 2. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető
Optika gyakorlat. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető. példa: Fényterjedés planparalel lemezen keresztül A plánparalel lemezen történő fényterjedés hatására a fénysugár újta távolsággal
RészletesebbenA fény korpuszkuláris jellegét tükröző fizikai jelenségek
A fény korpuszkuláris jellegét tükröző fizikai jelenségek A fény elektromágneses sugárzás, amely hullámjelleggel és korpuszkuláris sajátosságokkal is rendelkezik. A fény hullámjellege elsősorban az olyan
RészletesebbenPásztázó elektronmikroszkópia (SEM) Elektronsugaras mikroanalízis (EPMA)
Pásztázó elektronmikroszkópia (SEM) Elektronsugaras mikroanalízis (EPMA) Anyagtudományi analitikai vizsgálati módszerek Koczka Béla Szervetlen és Analitikai kémia Tanszék Mikroszkópos leképezési technikák
RészletesebbenÖsszeállította: Juhász Tibor 1
A távcsövek típusai Refraktorok és reflektorok Lencsés távcső (refraktor) Galilei, 1609 A TÁVCSŐ objektív Kepler, 1611 Tükrös távcső (reflektor) objektív Newton, 1668 refraktor reflektor (i) Legnagyobb
Részletesebben72-74. Képernyő. monitor
72-74 Képernyő monitor Monitorok. A monitorok szöveg és grafika megjelenítésére alkalmas kimeneti (output) eszközök. A képet képpontok (pixel) alkotják. Általános jellemzők (LCD) Képátló Képarány Felbontás
RészletesebbenSZERKEZETVIZSGÁLAT. ANYAGMÉRNÖK BSc KÉPZÉS (nappali munkarendben) TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ
SZERKEZETVIZSGÁLAT ANYAGMÉRNÖK BSc KÉPZÉS (nappali munkarendben) TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR FÉMTANI, KÉPLÉKENYALAKÍTÁSI ÉS NANOTECHNOLÓGIAI INTÉZET Miskolc,
RészletesebbenMikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése
Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése Mérési jegyzőkönyv Szőke Kálmán Benjamin 2010. november 16. Mérés célja: Feladat meghatározni a mikroszkópon lévő
RészletesebbenTörténeti áttekintés
A fény Történeti áttekintés Arkhimédész tükrök segítségével gyújtotta fel a római hajókat. A fény hullámtermészetét Cristian Huygens holland fizikus alapozta meg a 17. században. A fénysebességet először
RészletesebbenOPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István
OPTIKA Fénykibocsátás mechanizmusa Dr. Seres István Bohr modell Niels Bohr (19) Rutherford felfedezte az atommagot, és igazolta, hogy negatív töltésű elektronok keringenek körülötte. Niels Bohr Bohr ezt
RészletesebbenPerifériáknak nevezzük a számítógép központi egységéhez kívülről csatlakozó eszközöket, melyek az adatok ki- vagy bevitelét, illetve megjelenítését
Perifériák monitor Perifériáknak nevezzük a számítógép központi egységéhez kívülről csatlakozó eszközöket, melyek az adatok ki- vagy bevitelét, illetve megjelenítését szolgálják. Segít kapcsolatot teremteni
RészletesebbenModern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok
Modern Fizika Labor Fizika BSc A mérés dátuma: 2011. okt. 11. A mérés száma és címe: 17. Folyadékkristályok Értékelés: A beadás dátuma: 2011. okt. 23. A mérést végezte: Domokos Zoltán Szőke Kálmán Benjamin
RészletesebbenDetektorok. Siklér Ferenc MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet Budapest
Detektorok Siklér Ferenc sikler@rmki.kfki.hu MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet Budapest Hungarian Teachers Programme 2008 Genf, 2008. augusztus 19. Detektorok 1970 16 GeV π nyaláb, folyékony
Részletesebben----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2.beugro
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2.beugro -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.beugró
Részletesebben5.1. ábra. Ábra a 36A-2 feladathoz
5. Gyakorlat 36A-2 Ahogyan a 5. ábrán látható, egy fénysugár 5 o beesési szöggel esik síktükörre és a 3 m távolságban levő skálára verődik vissza. Milyen messzire mozdul el a fényfolt, ha a tükröt 2 o
RészletesebbenGamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére
Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére OAH-ABA-23/16-M Dr. Szalóki Imre, fizikus, egyetemi docens Radócz Gábor,
RészletesebbenGyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)
2. Gyakorlat 30B-14 Az Egyenlítőnél, a földfelszín közelében a mágneses fluxussűrűség iránya északi, nagysága kb. 50µ T,az elektromos térerősség iránya lefelé mutat, nagysága; kb. 100 N/C. Számítsuk ki,
RészletesebbenA kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről
A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről Utolsó módosítás: 2016. május 4. 1 Előzmények Franck-Hertz-kísérlet (1) A Franck-Hertz-kísérlet vázlatos elrendezése: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/frhz.html
RészletesebbenEgyenáram. Áramkörök jellemzése Fogyasztók és áramforrások kapcsolása Az áramvezetés típusai
Egyenáram Áramkörök jellemzése Fogyasztók és áramforrások kapcsolása Az áramvezetés típusai Elektromos áram Az elektromos töltéshordozók meghatározott irányú rendezett mozgását elektromos áramnak nevezzük.
Részletesebben