Программа ГОС
.docxЧасть I.
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
ПРОФИЛИРУЮЩЕЙ ДИСЦИПЛИНЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ
ТЕХНИКИ
-
Содержание теоретических разделов дисциплины
Основные процессы при взаимодействии электронов с веществом. Рассеяние электронов. Характеристическое рентгеновское излучение. Тормозное рентгеновское излучение. Генерация вторичных электронов. Медленные вторичные электроны. Быстрые вторичные электроны. Оже-электроны. Генера- ция электронно-дырочных пар и катодолюминесценция. Генерация плазмо-нов и фононов. Радиационные повреждения.
Описание структуры кристаллов. Трансляции и кристаллические ре-
шетки. Набор операций симметрии. Решетки Браве двумерные и трехмерные. Обозначения.
Закон Брэгга. Уравнения Лауэ. Обратная решетка. Индексы Миллера-Вейса. Сфера Эвальда. Атомный и структурный фактор рассеяния. Разре-шенные и запрещенные рефлексы. Индексирование рефлексов.
Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ). Электромагнитные линзы. Фокусировка и увеличение. Устройство ПЭМ. Приготовление образ- цов для ПЭМ.
Дефекты кристаллического строения материалов. Точечные дефекты. Дислокации: виды, механизм образования. Дислокационные петли и диполи. Отображение дефектов кристаллического строения материалов в ПЭМ. Кон- траст от одиночной дислокации.
Режимы ПЭМ в параллельном и сходящемся пучке. Формирование дифракционной картины и изображений. Дифракция и микродифракция. Свет-лопольное и темнопольное изображение.
Применение дифракционной просвечивающей электронной микроскопии в металловедении. Контраст в изображении дислокаций, зерен, выделений 2-х фаз и т.д. Контраст плотности и толщины. Z-контраст. Дифракционный контраст, двух-пучковая геометрия.
Характеристики электронного пучка: Яркость. Когерентность и энерге-тический разброс. Пространственная когерентность и размер источника. Ста-бильность. Источники электронов (электронные пушки). Источник с термо-электронной эмиссией. Автоэмиссионные источники (АЭП).
Линзы. Апертура. Дефекты линз. Сферическая аберрация. Хроматическая аберрация. Астигматизм. Разрешение. Глубина фокуса и глубина поля.
Регистрация электронов и изображения. Энергетические фильтры.
Вакуумная система. Держатели образцов.
Сканирующая (растровая) электронная микроскопия. Сканирующая ПЭМ. Виды сигналов, возникающих при взаимодействии электронного пучка с веществом. Устройство РЭМ. Применение РЭМ в металловедении. Детек-торная система РЭМ. Виды контраста изображения в РЭМ. Система РЭМ-РМА.
Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения. Ос-новные принципы получения атомарного разрешения.
Двухкристальный рентгеновский спектрометр. Назначение, устройство и принципы работы. Кривая качания. Применения двухкристального рентге-новского спектрометра. Вид кривой качания для различных типов исследуе-мых эпитаксиальных пленок. Трехкристальный рентгеновский спектрометр и его применения. Анализ градиентных слоев.
-
Содержание практических занятий дисциплины
Количественная проработка материалов лекций по основам кристаллического строения вещества, электронной микроскопии и рентгеноструктур-ному анализу наноматериалов. Расчет структурных факторов рассеяния для основных типов кристаллических решеток. Расчет направления плотнейшей упаковки в кристаллических решетках основных типов. Вычисление измене-
ния объема вещества при перекристаллизации. Расчет параметров фокусирующей системы ПЭМ.
-
Литература
Учебные пособия:
-
Ч. Киттель Введение в физику твердого тела, М.: Наука, 1978.
2. Основы аналитической электронной микроскопии / под ред. Дж. Гренг, Дж. И. Голыптейна, Д.К. Джоя, А.Д. Ромнга. -М.: Металлургия. 1990.-584 с.
3. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982,632с.
4. ВТ. Бублик, А.Н.Дубровина, Г.М.Зимичева. Методы исследования структуры (применение методов рентгеноструктурного анализа)» М. МИСИС 2000.