Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ

Дополнительная профессиональная программа учебного курса повышения квалификации «Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ» направлена на обучение основам растровой электронной микроскопии и практическим навыкам работы на растровых электронных микроскопах производства JEOL.

Цель обучения

Обучить основам растровой электронной микроскопии и практическим навыкам работы на растровых электронных микроскопах производства JEOL.

Приобретаемые знания и умения

знания:

• основы теории взаимодействия электронов с веществом; устройства растрового электронного микроскопа;
• основы теории формирования изображения в растровом электронном микроскопе;
• основы теории рентгеноспектрального анализа в растровой электронной микроскопии;
• современные методические возможности растровой электронной микроскопии;
• современные методы пробоподготовки для растровой электронной микроскопии;
• основы структурного анализа в растровой электронной микроскопии.

умения:

• основные приемы управления сканирующим электронном микроскопом;
• получение изображения образца с использованием различных детекторов;
• работа в высоковакуумном и низковакуумном режиме;
• базовое техническое обслуживание растрового электронного микроскопа;
• работа в современных программных пакетах управления и рентгеноспектрального анализа;
• использования энерго-дисперсионной спектроскопии для изучения химического состава образцов;
• интерпретация рентгеновских спектров.

Объем дисциплины и виды учебной работы

Объем программы составляет 40 академических часов, из которых 36 часов составляют аудиторные учебные занятия (18 часов лекционного типа и 18 часов практического типа) и 4 часа итоговая аттестация.

Содержание лекционного курса

1. Общая информация о растровой электронной микроскопии (РЭМ)
   • 1.1. Введение электронную микроскопию. История развития. Типы сигналов в растровом электронном микроскопе. Методические возможности растровых электронных микроскопов: вторичные электроны, обратно-рассеянные электроны, катодолюминесценция, рентгеновское изображение, акустические измерения, работа с ячейками с заданной средой. Структурный анализ в растровом электронном микроскопе. Химический анализ с помощью энерго-дисперсионной спектроскопии.
   • 1.2. Колонна электронного микроскопа. Электронная пушка. Типы катодов: термоэлектронные, Шотки, полевая эмиссия. Параметры работы электронных пушек. Яркость. Срок эксплуатации. Электромагнитные линзы: конденсорная линза, объективная линза. Фокусное расстояние. Рабочее расстояние. Хроматические аберрации. Сферические аберрации. Астигматизм. Диафрагмы. Разрешение и размер электронного зонда.
   • 1.3 Взаимодействия электронов с веществом. Упругое рассеяние электронов. Неупругое рассеяние электронов. Длина пробега электронов. Отраженные электроны: зависимость от атомного номера, энергии пучка, угла наклона. Вторичные электроны: влияние параметров пучка и образца. Рентгеновское излучение. Характеристическое рентгеновское излучение. Непрерывное рентгеновское излучение. Поглощение рентгеновских лучей. Рентгеновская флюоресценция.
   • 1.4 Системы регистрации сигналов в растровом электронном микроскопе. Характеристики детекторов сигналов. Приставки для сканирующего электронного микроскопа. Сканирование электронным пучком. Сканирование вдоль линии. Сканирование по площади. Контраст. Интерпретация изображений.
   • 1.5. Особенности работы с образцами из различных материалов. Пробоподготовка. Шлифование, полировка, ионное шлифование. Нанесение покрытий. Работа с неполированными образцами.
2. Специальные методы в РЭМ
   • 2.1. Генерация рентгеновского излучения. Энерго-дисперсионная спектроскопия. Устройство рентгеновского спектрометра с энергетической дисперсией.
   • 2.2. Анализ в точке, анализ по площади. Построение карт распределения элементов в образце. Количественная оптимизация.
   • 2.3 Дифракция обратно-рассеянных электронов. Генерация сигнала. Зависимость интенсивности сигнала от угла наклона образца.
   • 2.4 Формирование дифракционных Кикучи картин. Закон Брэгга-Вульфа. Интерпретация дифракционных картин. Анализ в точке. Анализ по профилю. Анализ по площади.
   • 3. Подготовка РЭМ и образцов
   • 3.1. Обслуживание растрового электронного микроскопа. Использование РЭМ для исследования различных материалов.
   • 3.2. Подготовка образов для изучения методами РЭМ.

Перечень тем практических занятий

1. Структура растровых электронных микроскопов JEOL JSM IT500-LA и JEOL JSM 5610-lv. Запуск и остановка прибора. Установка и смена образца.
2. Описание пользовательского интерфейса микроскопа: архитектура программного обеспечения, возможности и функции
3. Настройка параметров изображения: выбор типа сигнала, величины ускоряющего напряжения, размера пятна, настройка яркости и контрастности, фокусировка. Навигация по образцу.
4. Программное обеспечение для проведения исследований и обработки результатов рентгеноспектрального анализа, проводимого с помощью приставок ЭДС.
5. Обслуживание растровых электронных микроскопов.
6. Работа с образцами заказчика.