1 / 57

Izvor elektrona

Izvor elektrona. Elektronski top. Emisija vlakna. Ričardson-Dašmanova jednačina: J=AT 2 e (W/kT). Karakteristike jedinične volframske niti (dužine 1cm i prečnika 1cm). Lorencova sila: F= e E+ e [vB] Centrifugalna sila: mv 2 /r=eE(r)+evB U elektrostatičkom polju je:

edith
Download Presentation

Izvor elektrona

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Izvor elektrona

  2. Elektronski top

  3. Emisija vlakna Ričardson-Dašmanova jednačina: J=AT2e(W/kT)

  4. Karakteristike jedinične volframske niti(dužine 1cm i prečnika 1cm)

  5. Lorencova sila: F=eE+e[vB] • Centrifugalna sila: mv2/r=eE(r)+evB • U elektrostatičkom polju je: v=(2eU/m)1/2 - razdvajanje po energijama Električno polje cilindričnog kondenzatora je: E(r)=U/[rln(r2/r1)], r1,r2, -poluprečnici spoljne i unutrašnje elektrode kondenzatora,r -poluprečnik putanje naelektrisane čestice. Električno polje sfernog kondenzatora je: E(r)=r1r2U/(r2-r1)r2 • U magnetnom polju je: R=(m/e)(v/B), R=(2emU)1/2/eB - razlaganje po masama. • Za dve razne čestice je: m1/B12=m2/B22, za eU=const. (eU)1/B12=(eU)2/B22, za m=const.

  6. Skretanje elektronskog snopa

  7. Grafičko odredjivanje putanje

  8. Elektrostatička sočiva

  9. Elektrostatičko sočivo

  10. Unopotencijalno elektrostatičko sočivo

  11. Putanja elektrona kroz namotaj magneta

  12. Magnetna sočiva

  13. Detalj magnetnog polja namotaja

  14. Elektronski mikroskop sa magnetnim poljem

  15. Elektronski mikroskop sa elektrostatičkim poljem

  16. Uporedna šema optičkog, elektrostatičkog i magnetnog mikroskopa

  17. Prvi elektronski mikroskop napravio Ernst Ruska 1931.god.

  18. Prvi elektronski mikroskop

  19. Šema elektronskog transmisionog mikroskopa

  20. TEM (transmission electron microscope) • Sastoji se od elektronskog topa, elektromagnetnih sočiva, elektrostatičkih sočiva, kvadrupolnih ili heksapolnih sočiva, detektora elektrona. • Radi sa energijom elektrona 40-400KeV, Tipično 120KeV. • Slika elastično rasejanih elektrona koji prolaze kroz uzorak, ili se reflektuju, se dobija na fluorescentnom ekranu sa fosforom ili cink sulfidom. Sada se slika vodi optičkim kablom na CCD kameru. • Rezolucija instrumenta 0.05nm, povečanje do 50x106. • Ograničenja su aberacije (sferna, hromatska i astigmatizam). • Dobijena slika dijamanta (rastojanje atoma 89pm), silicijuma (78pm). • Poslednji tip je TITAN 80-300kV, sa rezolucijom ispod 0.05nm, zahvaljujući korekciji sferne aberacije. Može da snima dinamiku reakcije, naprimer, katalitičkog procesa. Pri radu nema prisustva operatora. Prvi primerak je u Lawrence-Berkeley laboratoriji, a puna proizvodnja ce biti 2009.

  21. “Stari” i novi TITAN 80-300kV

  22. Slika germanijuma sa TITAN-a • Slika Ta-V sa TEM-a

  23. Mane TEM-a • Snimanje je dinamično, uzorak moze da se menja tokom rada. • Neophodan visoko stabilan napon. • Rad i manipulacija uzorcima u UHV uslovima. • Osetljivost na vibracije zbog čega su uredjaji najčešće u podrumskom prostoru. • Potrebna magnetno izolovana sredina. • Soba u kojoj se nalazi TITAN košta oko 106$.

  24. Varijante TEM-a • SEM (scanning electron microscope). - Detektuje sekundarne elektrone, karakteristične x-zrake, povratno rasejane electrone (back scattering) ili struju uzorka. - Daje odličnu sliku 3D strukture neprozirnih materijala. - Rezolucija oko 10 puta manja od TEM-a (1-5nm). Povečanje od 25 puta do 250 000 puta. - Detekcijom x-zraka se dobija slika sastava materijala. - Novi tipovi rade i na 50mbara i 100% vlage iz diferencijalno pumpanje komore sa uzorkom. • REM (reflection EM). - Detektuje elestično rasejane elektrone. • STEM (scanning TEM). - Skenira upadni probni snop kada prodje kroz uzorak. Fokusiranje snopa pre nego što udje u metu, dok je kod TEM-a fokusiranje posle prolaska uzorka. Uzorci se pripremaju kao za SEM, ali se tanje do 1 µm. • HRTEM (high resolution TEM). - Ima izvor elektrona sa emisijom polja. Slika se dobija usled razlike u fazi elektronskih talasa na kristalnom uzorku. • AEM (Analytical electron microscope). - Analizira neelastično rasejane elektrone i x-zrake.

  25. Prvi SEM napravio Manfred fon Ardenne 1940.god.

  26. Šema elektronskog skening mikroskopa

  27. JEOL scenirajući mikroskop

  28. Otvoren SEM mikroskop

  29. Prikaz snimanja skenirajućeg mikroskopa

  30. Slika sa SEM-a

  31. Priprema uzoraka • Uzorci se seku specijalnim uredjajem (ultramicrotome) sa dijamantskim sečivom. Dobiju se uzorci debljine od 90nm. • Biološki uzorci se hemijski fiksiraju (glutoraldehidom ili formaldehidom), dehidriraju etanolom koji se uklanja u kritičnoj tački CO2. Zatim se fiksiraju za nosać. Koristi se graphen, koji je karbonski nanomaterijal, koji može da se dobije u monoatomskom sloju i koji je providan za elektrone.

  32. Uzorci mogu da se fiksiraju i utapanjem u Araldit ili akrilat i seku na potrebnu debljinu. Za tanjenje uzoraka se koristi i ion beem milling ili spaterovanje jonima argona. Uzorci se mogu preparirati i brzim zamrzavanjem (crioficsation) u LN2 ili LHe. Za SEMuzorci moraju da imaju dodatne osobine. Moraju biti provodni, uzemljeni i čisti. Najčešće se naparavaju (conductive coating) zlatom ili paladijumom I TAKO SE GENETSKI MODIFIKUJE... Priprema uzoraka-nastavak

  33. Zlatna muva

  34. Jonski mikroskopje napravio 1936.god, Erwin Muller. Prvi snimak atomske strukture volframa objavljen 1951.god. Vrh emisione elektrode se hladi sa LHe. Emisijom polja se slika vrha prenosi na ekran.Mikroskop ima prirodno povečanje od nekoliko miliona puta.

  35. Prikaz jonskog mikroskopa

  36. Prvi STM(scanning tuneling microscope), koji je preteća AFM-a, napravili Gerd Binning i Heinrich Roher 1981.god. AFM ima rezoluciju 0.1nm lateralno i 0.01nm vertikalno uz ekstremno ćistu površinu i ostar vrh.Može da radi i na vazduhu.Radi na principu osetljivosti na mehaničke kontaktne sile, Van der Waals-ove sile, kapilarne sile, hemijske veze, elektrostatičke sile, magnetne sile, Casimir-ove sile itd.

  37. Skenirajući tunel mikroskop

  38. VrsteAtomic Force Microscope-a • AFM,atomic force microscopy • -contact AFM • -non-contact AFM • -dynamic contact AFM • BEEM,ballistic electron emission microscopy • EFM,electrostatic force microscope • ESTM,electrochemical scanning tunneling microscope • FMM,force modulation microscopy • KPFM,kelvin probe force microscopy • MFM,magnetic force microscopy • MRFM,magnetic resonance force microscopy • NSOM,near-field scanning optical microscopy • (or SNOM, scanning near-field optical microscopy) PFM,piezo force microscopy

  39. VrsteAtomic Force Microscope-a -nastavak PSTM,photon scanning tunneling microscopy PTMS,photothermal microspectroscopy/microscopy SECM,scanning electrochemical microscopy SCM,scanning capacitance microscopy SGM,scanning gate microscopy SICM,scanning ion-conductance microscopy SPSM,spin polarized scanning tunneling microscopy SThM,scanning thermal microscopy[1] STM,scanning tunneling microscopy SVM,scanning voltage microscopy SHPM,scanning Hall probe microscopy

  40. Princip rada AFM-a

  41. Vrste dodira vrha sonde

  42. Measuring Surface Adhesion and Stiffness on the Nanometer Scale Using Pulsed Force Mode Microscopy

  43. Outline Theoretical Background: Contact Mode Tapping Mode Friction Mode Pulsed-Force Mode AFM Experimental Results: Blends of polymers and nanostructured materials

  44. Contact Mode

  45. Contact Mode Advantages: High scan speeds and ease of use Disadvantages: Shear forces can damage the sample Extremely delicate samples cannot be imaged well

  46. Lateral Force Microscopy Advantages: Some Information beyond topography Disadvantages: Friction data mixed with topography data Shear forces can damage the sample Extremely delicate samples cannot be imaged well

  47. Tapping Mode

  48. Tapping Mode Advantages: Contrast is dependent on topography, stiffness and adhesion Resolution comparable to other forms of AFM Disadvantages: Information on topography, adhesion, and surface stiffness are not separated

  49. Pulsed-Force mode

  50. Pulsed-Force AFM 1) Maximum force, this gives topographic data 2) Baseline, this gives data on long range interactions 3)A point in the repulsive region, used to find stiffness 4) Maximum adhesive force

More Related