Anyagtudomány alapjai. A mikroszerkezetvizsgálat módszerei

Hasonló dokumentumok
Szerkezetvizsgálat ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS (BSc)

Mikroszerkezeti vizsgálatok

Pásztázó elektronmikroszkóp. Alapelv. Szinkron pásztázás

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

SZERKEZETVIZSGÁLAT. ANYAGMÉRNÖK BSc KÉPZÉS (nappali munkarendben) TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Havancsák Károly Nagyfelbontású kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp az ELTÉ-n: lehetőségek, eddigi eredmények

A nanotechnológia mikroszkópja

Havancsák Károly Az ELTE TTK kétsugaras pásztázó elektronmikroszkópja. Archeometriai műhely ELTE TTK 2013.

ELTE Fizikai Intézet. FEI Quanta 3D FEG kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp

Finomszerkezetvizsgálat

Szerkezetvizsgálat szintjei

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Az elektron hullámtermészete. Készítette Kiss László

Typotex Kiadó. Tartalomjegyzék

Szerkezetvizsgálat szintjei

Modern mikroszkópiai módszerek

6-7. PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA MEGBÍZHATÓSÁGI HIBAANALITIKA VIETM154 HARSÁNYI GÁBOR, BALOGH BÁLINT

Sugárzás és anyag kölcsönhatásán alapuló módszerek

SZERKEZETVIZSGÁLAT. ANYAGMÉRNÖK BSc KÉPZÉS (nappali munkarendben) TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Röntgen-gamma spektrometria

Pásztázó elektronmikroszkópia (SEM) Elektronsugaras mikroanalízis (EPMA)

MIKRO- ÉS NANOTECHNIKA II: NANOTECHNOLÓGIA

Pásztázó elektronmikroszkóp (SEM scanning electronmicroscope)

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Nanotudományok vívmányai a mindennapokban Lagzi István László Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Az elektromágneses sugárzás kölcsönhatása az anyaggal

Elektronsugaras mikroanalízis restaurátoroknak. I. rész: pásztázó elektronmikroszkópia

Sugárzáson, és infravörös sugárzáson alapuló hőmérséklet mérés.

Röntgenanalitika. Röntgenradiológia, Komputertomográfia (CT) Röntgenfluoreszcencia (XRF) Röntgenkrisztallográfia Röntgendiffrakció (XRD)

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Alapvető eljárások Roncsolásmentes anyagvizsgálat

Felületvizsgáló és képalkotó módszerek

Röntgen. W. C. Röntgen. Fizika-Biofizika

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

Nagyműszeres vegyész laboratórium programja. 8:15-8:25 Rövid vizuális ismerkedés a SEM laborral. (Havancsák Károly)

A szubmikronos anyagtudomány néhány eszköze. Havancsák Károly ELTE TTK Központi Kutató és Műszer Centrum július.

Quanta 3D SEM/FIB Kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp. Havancsák Károly

Pásztázó mikroszkópiás módszerek

Abszorpciós fotometria

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by NKTH and OTKA (H07-C 74281) augusztus 17 Hungarian Teacher Program, CERN 1

Az ipari komputer tomográfia vizsgálati lehetőségei

Rövid ismertető. Modern mikroszkópiai módszerek. A mikroszkóp. A mikroszkóp. Az optikai mikroszkópia áttekintése

FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

Atomi és molekuláris kölcsönhatások. Pásztázó tűszondás mikroszkópia.

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

Modern Fizika Labor Fizika BSC

beugro

V. előadás március 4.

Milyen simaságú legyen a minta felülete jó minőségű EBSD mérésekhez

Abszorpciós fotometria

Röntgendiagnosztika és CT

Röntgendiagnosztika és CT

PÁSZTÁZÓSZONDÁS MIKROSZKÓPIA

FEI Quanta 3D. Nanoszerkezetek vizsgálatára alkalmas kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp az ELTE TTK-n

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Energia-diszperzív röntgen elemanalízis

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

2008 Small World contest -18th Prize - Dr. Tamily Weissman (Harvard University - Cambridge, Massachusetts, United States) Specimen: Brainbow

Elektronmikroszkópia. Nagy Péter Debreceni Egyetem, Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet 1/47

NAGY ENERGIA SŰRŰSÉGŰ HEGESZTÉSI ELJÁRÁSOK

Vázlat a transzmissziós elektronmikroszkópiához (TEM) dr. Dódony István

A fény. Abszorpciós fotometria Fluoreszcencia spektroszkópia. A fény. A spektrumok megjelenési formái. A fény kettıs természete: Huber Tamás

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

Abszorpció, emlékeztetõ

pénz, idő,, tapasztalat cél: jobban vizsgálhat

Optika Gröller BMF Kandó MTI

A nanotechnológia mikroszkópjai. Havancsák Károly, január

A sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása

A fény korpuszkuláris jellegét tükröző fizikai jelenségek

Röntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

A pásztázó mikroszkóp. (Takács Gergő)

egyetemi tanár, SZTE Optikai Tanszék

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Abszorpciós spektroszkópia

Röntgendiagnosztikai alapok

Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat (BMEGEMTAGK1)


Vizsgálatok Scanning elektronmikroszkóppal

Nagyműszeres vegyész laboratórium programja. 9:15-9:25 Rövid vizuális ismerkedés a SEM laborral. (Havancsák Károly)

Kötőanyagok habarcsok. a mikroszkóp rt?

Száloptika, endoszkópok

Villamosipari anyagismeret. Program, követelmények ősz

Biomolekuláris rendszerek. vizsgálata. Semmelweis Egyetem. Osváth Szabolcs

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Abszorpciós fotometria

10. előadás Kőzettani bevezetés

Mézerek és lézerek. Berta Miklós SZE, Fizika és Kémia Tsz november 19.

4.3 Transzmissziós elektronmikroszkóp és a nagyfeloldású elektronmikroszkópia (HREM)

A röntgensugárzás keltése Fékezési vagy folytonos Rtg sugárzás. Röntgensugárzás. A röntgensugárzás elektromágneses sugárzás

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

3. GAMMA-SUGÁRZÁS ENERGIÁJÁNAK MÉRÉSE GAMMA-SPEKTROMETRIAI MÓDSZERREL

1. Jegyzőkönyv AFM

Átírás:

Anyagtudomány alapjai A mikroszerkezetvizsgálat módszerei

Jellemző méretek és s módszerekm Mikroszkópia videó

Transzmissziós Elektronmikroszkópok - TEM Kisebb hullámhossz mhosszúságú elektronsugár - jobb felbontóképess pesség. A TEM szerkezeti felépítése analóg g a biológiai mikroszkópok - átvilágításos fénymikroszkópok - szerkezeti felépítésével.

Különbségek az optikai mikroszkópokhoz képestk izzólámpa helyett elektronágy gyú - a látható fény hullámhossz mhosszánál l kisebb - elektronmágneses sugárz rzás létrehozása: W-katW katód d izzítása, a termikus emisszió hatására kilépő elektronok felgyorsítása sa Ugy gyorsító- feszülts ltséggel - a hullámhossz ennek függvénye λ= 150 U gy Pl. 15 kv gyorsítófeszültséggel λ=0.1 A (angström),

Különbségek az optikai mikroszkópokhoz képestk optikai lencsék k helyett elektronoptikai lencsék - forgásszimmetrikus elektrosztatikus vagy mágneses m erőterek - ugyanolyan törvt rvényszerűségek szerinti, optikai leképez pezést valósítanak meg, kontraszt keletkezése - úgynevezett szórási si kontraszt, emiatt a NA értéknek is kicsinek kell lennie - NA = 0.01-0.001,, a felbontás romlik, de a mélysm lységélesség g javul,

Különbségek az optikai mikroszkópokhoz képestk a rendszer csak vákuum v alatt működhet - min. 10-4 torr vákuum szüks kséges, az elektronsugárral rral alkotott kép k p csak úgy láthatl tható,, ha Zn-szulfidos ernyőre re kivetítj tjük, csak speciálisan előkész szített próbatestek - preparátumok - vizsgálhat lhatók.

Preparátum készk szítés követelmény: átvilágíthatóság g biztosításához a tárgy vastagsága ga 100-500 Å kell legyen. Fólia-készítés - a valós s anyag elvékony konyított darabja kerül l a tárgyasztalra, t így a valós s szerkezet - pl. diszlokáci ciók,, kiválások, rétegzr tegződési hibák k stb. vizsgálhat lhatók, akár r bizonyos folyamatok (újrakristályosodás, s, alakítás, diszlokáci ciók mozgása, stb.) in-situ megfigyelése is lehetséges. Hátrányai: nem vehető ki akárhonnan a próbatest, deformálódhat dhat a szerkezete is, tovább bbá nagyobb gyorsítófesz feszültséget igényel.

Preparátum készk szítés Replika-kész szítés - a tárgybt rgyból l készk szült lenyomatot vizsgáljuk - a topográfia megfigyelhető,, de nem a valódi anyagot vizsgáljuk, így annak szerkezete nem vizsgálhat lható. Egylépéses replika - karbonnal begőzölj ljük k a tárgy felület letét, t, a kívánt k vastagságú C - hártya alól l kioldjuk a minta anyagát Hátrány: nem reprodukálhat lható az eredeti felszín.

Preparátum készk szítés Kétlépéses replika: : lakkréteget oldószer szerében meglágy gyítjuk, ráhelyezzr helyezzük k a felületre, letre, majd szárad radás után n a felület let negatívj vjának megfelelő topográfi fiával rendelkező lakkréteget lehúzzuk a felületr letről. l. Ezután ezt gőzöljg ljük k be karbonnal, majd a lakkanyagot oldjuk ki a karbon-hártya rtya alól. l. A replika-kész szítés így megismételhet telhető,, mert az eredeti felszín n sértetlens rtetlenül megmarad. Extrakciós replika: : a felületen leten lévől idegen fázisok f beragadhatnak a C - hártyába, így legalább részben r a valós s anyag is a tárgyasztalra t vihető - pl. kiválási folyamatoknál l a kiválások fázisanalf zisanalízise zise elvégezhet gezhető.

Mikroszkópi vizsgálati lehetőségek összehasonlításasa lupe Maximális hasznos nagyítás 20x Felbontás 0.01 mm Mélység- élesség Fény- mikroszkóp 2000x 200 nm 0.1 mm TEM SEM 100 000x 100 000x 1 nm 5-7 nm 0.001-0.002 mm 10 mm

Scanning elektronmikroszkóp (SEM) és mikroszonda letapogató vagy pásztp sztázó elektronmikroszkóp a leképez pezés s nem optikai - elektronikusan generált képet k alkot, 5-7 nm felbontási határ, nagy mélységélesség Gyakran egybeépítik mikroszonda üzemmódra alkalmas kiegész szítő berendezésekkel szélesk leskörű alkalmazhatóság - a szubmikroszkópikus részletek feltárásától l a durva, egyenetlen töretfelt retfelületek letek vizsgálat latáig. Mikroszkópia videó

Scanning elektronmikroszkóp (SEM) és mikroszonda működési elv az elektronágy gyúban termikus emisszió révén létrehozott primér elektronsugarat elektronoptikai lencsék k 5-505 50 nm átmérőjűre re fókuszf kuszálják, az elektron-nyal nyaláb b az eltérítő tekercsek által vezérelten, négyszn gyszög g alakban végigpv gigpásztázza zza a minta felszínét, a primér elektronsugár r kölcsk lcsönhatásba lép l p a minta anyagával, pontról l pontra a minta alaki és s anyagi tulajdonságaival összefüggésben álló jeleket hoz létre. l a jeleket alkalmas érzékelőkkel kkel felfogva, elektromos jellé alakítva képalkotk palkotásra (scanning( üzemmód) vagy minőségi elemzésre (szonda üzemmód) használhatjuk fel. Mikroszkópia videó

A beeső elektronsugár és s a próba anyagának nak kölcsönhatása révén r n keletkező jelek Szekunder elektronok (SE) Próba felülete lete Karakterisztikus röntgensugár Fékezési röntgensugárzás Abszorbeált elektronok (próbaáram) Rtg. sugár (0.2-2μm)

Vizsgálhat lható anyaggal szemben támasztott követelmk vetelmények tiszta felület let vákuum ne károsk rosítsa vezető - az elektronsugár r hatására nem töltődik fel

Képalkotás Jelek detektálása sa: szekunder elektronok - szcintilláci ciós s detektor visszavert elektronok - félvezető detektor röntgen-fotonok - Si(Li Li) ) detektor - Lítiummal szennyezett Si kristály Képalkotási módokm dok: SE - topográfia érzékeny RE - rendszám érzékeny próba baáram - szonda üzemmód Mikroszkópia videó

Mikroszonda üzemmód a karakterisztikus sugárz rzás s hullámhossza illetve energiája és s a gerjesztett atom rendszáma között k egyértelm rtelmű kapcsolat áll fenn a minőségi elemzés s lényege l a gerjesztett atomok azonosítása sa karakterisztikus sugárz rzásuk energiája (EDS = energia diszperzív rendszer) vagy hullámhossza (WDS = hullámhossz diszperzív rendszer) alapján a karakterisztikus sugárz rzás s intenzitása jellemzi az adott komponens mennyiségét - megfelelő etalonok és s szoftverek segíts tségével mennyiségi elemzés s is megvalósíthat tható Mikroszkópia videó

Mikroszondás vizsgálati lehetőségek Attól l függf ggően, hogy a primér elektronsugár r a próba anyagának nak milyen hányadh nyadán n gerjeszti az egyes komponensek atomjait, illetve, hogy a keletkező röntgen-spektrum egész szét, vagy csak egyes komponenseit detektáljuk, meghatározhat rozható: Átlagos összetétel tel egy adott területen/ térfogatban Elem-térk rkép, területi eloszlás Vonal menti elemzés Adott pont elemzése mikrodúsul sulások, kiválások Mikroszkópia videó Mikroszkópia videó

Pásztázó Alagút t Mikroszkóp Scanning Tunnelling Microscope - STM 1985-86 86 Nobel díj Elvi alapja: alagút t effektus alagút-áram, pikoamper nagyságrendben, grendben, 1 Å távolságkülönbség g hatására egy nagyságrenddel grenddel változikv berendezés s elvi vázlatav egyetlen atomra kihegyezett érzékelőt scannelünk nk a felület let közvetlen közelk zelében vezérl rlés állandó értékű alagútáramra a tűt z irányban mozogva letapogatja a domborzatot mozgásából és s az x, y, koordinátákb kból l elektronikusan képet k generálunk. Korlátja: csak vezetők k vizsgálhat lhatók k vele

Atomerő Mikroszkóp Atomic Force Mikroscope AFM Érzékelője: fóliaf lia-csíkra rögzr gzített, atomi élességű gyémántszil ntszilánk, nk, amellyel letapogatjuk a felületet letet érzékeli a felületi leti atomok taszító erőit ezek hatására a fóliaf lia-csík k elhajlik ennek érzékelése lézer l sugár r visszaverődésének elhajlásával regisztrálhat lható Előny: bármilyen b anyag vizsgálhat lható, nemcsak vezető

Új j fejlődési irányok Lézer mikroszkóp érzékelés s mentes, a hegyet a saját t frekvenciájához közeli k frekvencián n rezgetik a felület let-közeli vonzóer erő hatására a rezonancia frekvencia változik v képalkotás Mikroelektronika: nem a felbontás növelése, hanem a minta védelme v miatt terjednek az új, korszerű módszerek.

Vizuális informáci ciók k objektív, számszer mszerű feldolgozása Képelemzés, kvantitatív v metallográfia Kép p digitalizálása, szürkes rkeségi fokozat alapján n a képpontok k 0 vagy 1 értékének hozzárendel rendelésével képmátrix digitalizált lt mátrix, m amely matematikailag kezelhető