Разделы презентаций


Мікроскопічні методи дослідження

Содержание

Если бы, — говорит, — был лучше мелкоскоп, который в пять миллионов увеличивает, так вы изволили бы, — говорит, — увидать, что на каждой подковинке мастерово имя выставлено: какой русский мастер

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Мікроскопічні методи дослідження
Лекція №7
08.04.15
Методи дослідження
нанорозмірних систем

Мікроскопічні методи дослідженняЛекція №708.04.15Методи дослідження нанорозмірних систем

Слайд 2Если бы, — говорит, — был лучше мелкоскоп, который в

пять миллионов увеличивает, так вы изволили бы, — говорит, —

увидать, что на каждой подковинке мастерово имя выставлено: какой русский мастер ту подковку делал
Н. Лесков «Левша»

Справа майстра:

Если бы, — говорит, — был лучше мелкоскоп, который в пять миллионов увеличивает, так вы изволили бы,

Слайд 3Краще один раз побачити, ніж сто разів почути…
Пилок соняшника під

електронним мікроскопом

Краще один раз побачити, ніж сто разів почути…Пилок соняшника під електронним мікроскопом

Слайд 4Оптична мікроскопія та роздільна здатність
Роздільна просторова здатність – це та

найменша відстань між двома точками об’єкта, при якій їхні зображення

ще видимі роздільно

Оптична мікроскопія

Мікроскопія відбитого світла

Мікроскопія світла,
що пройшло

Конфокальна Мікроскопія

Мікроскопія ближнього поля

Нанооптика - розділ оптики, який використовує світло локалізований у просторі на розмірах а <<λ чи в об'ємі V << λ3

Оптична мікроскопія та роздільна здатністьРоздільна просторова здатність – це та найменша відстань між двома точками об’єкта, при

Слайд 5Наноскоп: міфи та реальність
Нанооптика:
1. Використання сильно локалізованого лазерного світла для

дослідження наноструктур.
2. Збереження спектральної селективності.
3. Відгук речовини на локалізоване випромінювання

суттєво відмінний від такого для вільного простору.

Пята Нобелівська премія за мікроскопи

1925 - Ріхард Жигмонді за мікроскопію броунівського руху
1953 -Фріц Церніке - фазово-контрастний мікроскоп
1982 - Аарон Клуг рентгенівська микроскопія
1986 - Ернст Руска за електронний мікроскоп, а Герд Бінніг і Генріх Рорер —сканируюча тунельна микроскопія

Наноскоп: міфи та реальністьНанооптика:1. Використання сильно локалізованого лазерного світла для дослідження наноструктур.2. Збереження спектральної селективності.3. Відгук речовини

Слайд 6Конфокальна мікроскопія

Конфокальна мікроскопія

Слайд 7Контрастуючі агенти для конфокальної мікроскопії:
Наночасточки SiO2, модифіковані флуоресцентними барвниками родамін

6 G (а) або вкриті оболонкою ZnS (б)
Наночасточки золота
Квантові крапки

ZnS/CdS/CdSe/InP

Нанолюмінофори: NaYF4, Y2O3:Eu3+, YPO4:Eu3+

Зображення клітини печінки (зелений колір – автолюмінесценція клітини, червоний – НЧ CdS

Зображення клітини підшлункової залози, контраст від NaYF4: Er3+, Yb3+, Gd3+).

T.Y. Ohulchansky. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol. 2010 , 2(2),162-75. 

Як вносять НЧ у клітини? Як визначають токсичність? Як отримують зображення на мікроскопі?
http://www.jove.com/video/2808/evaluation-nanoparticle-uptake-tumors-real-time-using-intravital

Контрастуючі агенти для конфокальної мікроскопії:Наночасточки SiO2, модифіковані флуоресцентними барвниками родамін 6 G (а) або вкриті оболонкою ZnS

Слайд 8Мікроскопія ближнього поля
Виготовлення ближньопольного оптичного волокна: а) хімічним травленням; в)

напилення тонкої плівки металу

Мікроскопія ближнього поляВиготовлення ближньопольного оптичного волокна: а) хімічним травленням; в) напилення тонкої плівки металу

Слайд 9Взаємодія речовини з потоком електронів
Тонкий зразок
Електрони,
розсіяні назад
Вторинні електрони
ОЖЕ –

електрони,Е ≤ 10 еV
Рентгенівські промені
світло
Непружно розсіяні
електрони
Електрони,
що пройшли без взаємодії
Пружно розсіяні


електрони

Падаючий електронний пучок

Взаємодія речовини з потоком електронівТонкий зразокЕлектрони, розсіяні назадВторинні електрониОЖЕ – електрони,Е ≤ 10 еVРентгенівські променісвітлоНепружно розсіяніелектрониЕлектрони,що пройшли

Слайд 10Оптичний мікроскоп
Просвічуючий
електронний мікроскоп
Оптичні лінзи
Магнітні лінзи
Джерело світла
Електронна пушка
Анод
Зразок
Зразок
Люмінесцентний екран
Просвічуючий електронний мікроскоп

Оптичний мікроскопПросвічуючийелектронний мікроскопОптичні лінзиМагнітні лінзиДжерело світлаЕлектронна пушкаАнодЗразокЗразокЛюмінесцентний екранПросвічуючий електронний мікроскоп

Слайд 11Термінологія
Електронна мікроскопія
Сукупність електронно-зондових методів дослідження мікроструктури твердого тіла та його

локального складу та мікрополів за допомогою електронних мікроскопів.
Електронний промінь
Направлений промінь

прискорених електронів у вакуумі, що використовується для просвічування зразків та “вибивання” вторинних електронів.

Роздільна здатність

Найменша відстань між двома елементами мікроструктури, що розрізняються на зображенні (визначається характеристиками ЕМ, налаштувань, природи зразка).

Растр

Система ліній сканування на поверхні зразка та на екрані електронно-променевої трубки

Розгортка

Періодичне відхилення електронного пучка по осям X та Y з метою формування растру.

ТермінологіяЕлектронна мікроскопіяСукупність електронно-зондових методів дослідження мікроструктури твердого тіла та його локального складу та мікрополів за допомогою електронних

Слайд 12Формування зображення
Світлопольне
зображення
- збільшене зображення мікроструктури, що формується електронами, що

пройшли крізь зразок з малими енергетичними втратами (темні лінії на

світлому фоні)

Темнопольне
зображення

- формується розсіяними електронами та використовується для дослідження сильно розсіюючих зразків, виглядає як “негатив”.

Хроматична
аберація

- Зниження швидкості електрона після просвічування зразка, що призводить до погіршання роздільної здатності, посилюється з збільшенням товщини зразка і зменшення прискорюючої напруги.

Формування зображенняСвітлопольне зображення- збільшене зображення мікроструктури, що формується електронами, що пройшли крізь зразок з малими енергетичними втратами

Слайд 13Підготовка зразків
Бог не пошле інноваційні калачі, якщо лежати на печі…

Підготовка зразківБог не пошле інноваційні калачі, якщо лежати на печі…

Слайд 14ПЕМ в дії
Мікрофотографія (C17H35COO)Pb на вуглецевій підкладці
100 нм
20 нм
U. Zschieschang,

T. Yamamoto, K. Takimiya // Advanced Materials V. 23, P.654–658, 2011

ПЕМ в діїМікрофотографія (C17H35COO)Pb на вуглецевій підкладці100 нм20 нмU. Zschieschang, T. Yamamoto, K. Takimiya // Advanced Materials

Слайд 15Аберації

Аберації

Слайд 16Обмеження ПЕМ
Умова контрасту: зразок – тонка плівка з гарно вираженою

просторовою упорядкованістю електронної густини, однозначно пов'язаної з внутрішньою чи приповерхневою

структурою зразка.

Умова роздільної здатності: товщина зразка не перевищує 0,1 мкм, зростання товщини призводить до зростання хроматичної аберації.

Асиметричні часточки, нанесені на підкладку
Двовимірні кристали;
Спіральні утворення;
Тонкі зрізи металічних зразків.

Визначати тип та параметри кристалічних фаз;
Оріентаційні співвідношення між фазою та матрицею;
Будова межі зерен;
Густина та розподіл дислокацій.

Об'єкти

Можливості

Обмеження ПЕМУмова контрасту: зразок – тонка плівка з гарно вираженою просторовою упорядкованістю електронної густини, однозначно пов'язаної з

Слайд 17ПЕМ високої роздільної здатності
Гратка Si вздовж осі 110
Ядро крайової дислокації

в гратці Ge
Когерентні двійники в кристалах:
а)- Au; b)- Si;

c)- SiC
ПЕМ високої роздільної здатностіГратка Si вздовж осі 110Ядро крайової дислокації в гратці GeКогерентні двійники в кристалах: а)-

Слайд 18Автоелектронна та автойонна мікроскопія
Вістря
Атом метала
Зона
йонізації
Поляризований
атом He
Відкачка
Висока
напруга
Вістря
Зображення в польовому йонному мікроскопі вольфрамової голки радіусу  12 нм,

при 21 К

Автоелектронна та автойонна мікроскопіяВістряАтом металаЗона йонізаціїПоляризований атом HeВідкачкаВисока напругаВістряЗображення в польовому йонному мікроскопі вольфрамової голки радіусу  12 нм, при 21 К

Слайд 19Природа взаємодії “зонд - поверхня”
SEM
STM
AFM

Природа взаємодії “зонд - поверхня”SEMSTMAFM

Слайд 20Скануючий електронний мікроскоп
Схема растрового електронного мікроскопа
1 - катод, 2 - циліндр Венельта; 3 - анод; 4, 10 - діафрагми; 5, 6, 9 - електромагнітні лінзи; 7 - електромагнітна відхиляюча котушка;

8 - стігматор; 11 - рентгенівський спектрометр; 12 - зразок; 13 - вторинні електрони; 14 - підсилювач; 15 - електронно-променева трубка; 16 - генератор розгортки; 17 - блок управління збільшенням

Скануючий електронний мікроскопСхема растрового електронного мікроскопа1 - катод, 2 - циліндр Венельта; 3 - анод; 4, 10 - діафрагми; 5, 6, 9 - електромагнітні лінзи; 7 - електромагнітна відхиляюча котушка; 8 - стігматор; 11 - рентгенівський спектрометр; 12 - зразок; 13 - вторинні електрони; 14 - підсилювач; 15 - електронно-променева трубка; 16 -

Слайд 21Детектори в СЕМ
Вторинний
електрон
Відбитий
електрони
ОЖЕ-
електрон
Рентгенівське
випромінювання
Сцинтиляційний детектор
Напівпровідниковий детектор

Детектори в СЕМВторинний електронВідбитийелектрониОЖЕ-електронРентгенівськевипромінюванняСцинтиляційний детекторНапівпровідниковий детектор

Слайд 22Електронна лавина в зразку

Електронна лавина в зразку

Слайд 23Формування контрасту в СЕМ
Композиційний контраст
Топографічний контраст

Формування контрасту в СЕМКомпозиційний контрастТопографічний контраст

Слайд 24Топографічний та хімічний контраст

Топографічний та хімічний контраст

Слайд 25Підготовка зразків

Підготовка зразків

Слайд 26Скануючий тунельний мікроскоп

Скануючий тунельний мікроскоп

Слайд 27Схема організації зворотного зв'язку в СТМ
Трубчастий п'єзосканер
Біморфний п'єзоелемент

Схема організації зворотного зв'язку в СТМТрубчастий п'єзосканерБіморфний п'єзоелемент

Слайд 28Метод постійного тунельного струму та постійної середньої відстані
Формування
зображення

Метод постійного тунельного струму та постійної середньої відстаніФормуваннязображення

Слайд 29Реалізація атомної роздільної здатності

Реалізація атомної роздільної здатності

Слайд 30Атомно-силова спектроскопія
основа
зонд
консоль
основа
Фотодіод

Атомно-силова спектроскопіяосновазондконсольосноваФотодіод

Слайд 31Формування зображення в АСМ
Постійна сила взаємодії зонд-поверхня
Постійна відстань між датчиком

та поверхні

Формування зображення в АСМПостійна сила взаємодії зонд-поверхняПостійна відстань між датчиком та поверхні

Слайд 32Електросилова мікроскопія
Провідне
покриття

Електросилова мікроскопіяПровідне покриття

Слайд 33Магнітно-силова мікроскопія
Магнітне покриття

Магнітно-силова мікроскопіяМагнітне покриття

Слайд 34Короткі нотатки
Для конфокальної мікроскопії наносистем необхідною умовою є фотолюмінесцентні властивості

її компонентів або введення флуоресціюючого барвника для контрасту.
Для дослідження

поверхні наносистем використовується просвічуюча, автоелектронна та автойонна мікроскопія.
Роздільну здатність просвічуючої електронної мікроскопії знижують аберації сферичного та хроматичного типу та явища астигматизму.
Скануючий електронний мікроскоп має високу роздільну здатність завдяки композиційним, топографічним, магнітним, потенціальним контрастам.
Вимоги до зразку у методу СЕМ: провідність, стійкість до дії прискорених електронів, якість поверхні зразку, розмір об'єкту.
Принцип дії скануючого тунельного мікроскопу базується на явищі тунельного струму і вимагає провідних властивостей від зразка.
Силові мікроскопи поділяються на атомно-силові, електронно-силові та магнітно-силові.


Короткі нотаткиДля конфокальної мікроскопії наносистем необхідною умовою є фотолюмінесцентні властивості її компонентів або введення флуоресціюючого барвника для

Слайд 35Рекомендована література:
Г.И.Штейн. Руководство по конфокальной микроскопии – Санкт Петербург –

2007 – 77с.
М.Н.Либерсон. Преодоление дифракцоного предела в оптике – Соросов.обр.журн.

– 2000, №3, с.99-104.
Электронная микроскопия : учеб. пособие / А. И. Власов, К. А. Елсуков, И. А. Косолапов. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. –168 с.
4. Д.В.Штанский / Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения в нанотехнологических исследованиях // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева), 2002, т. XLVI, №5, с. 81-89.
5. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. Нижний Миргород – 2004 – 110с.
6. В.Ю. Колосов, Исследование наноматериалов методами сканирующей электронной микроскопии // Екатеринбург – 2008 – 17с.

Рекомендована література:Г.И.Штейн. Руководство по конфокальной микроскопии – Санкт Петербург – 2007 – 77с.М.Н.Либерсон. Преодоление дифракцоного предела в

Слайд 37Nanoart
Окиснення
Міді

NanoartОкисненняМіді

Слайд 41Кристали ZnO

Кристали ZnO

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика