РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ»

Томск – 2005

I. Oрганизационно-методический раздел

1. Цель курса

Курс читается в рамках магистерской подготовки по направлению 510400 – “ФИЗИКА”, программа “Физика полупроводников и микроэлектроника”. Основная цель - формирование у студента представлений о физике, технике и возможностях электронномикроскопического анализа, практических навыков работы с аппаратурой и стандартными электронномикро-скопическими изображениями. 2. Задачи учебного курса

Основные задачи курса - дать студентам базовые сведения по просвечивающей электронной микроскопии: устройство и основные характеристики прибора, взаимодействие электронов с веществом и теории формирования контраста, интерпретация изображений.

Спецкурс базируется на курсах общей физики, квантовой механики, спецкурсах кри-сталлографии, рентгеноструктурного анализа.

3. Требования к уровню освоения курса

Студент должен знать основы физики формирования электронных потоков, процессов, протекающих в твердом теле при его взаимодействии с излучением, основные методы иссле-дований, используемые в электронной микроскопии, уметь анализировать стандартные элек-тронномикроскопические изображения объектов.

II. Содержание курса 1. Темы и краткое содержание

№ Тема Содержание 1. Предмет и история

электронной микроско-пии. Электронная опти-ка.

Формирование изображений в световой и электронной оптике. Разрешающая способность световой и электронной оптики. Электростатические и электромагнитные линзы. Типы электронных микроскопов.

2. Устройство электрон-ного микроскопа.

Электронная пушка, конденсорная система линз, объективная, промежуточная проекционная линзы. Глубина поля и глубина фокуса электронного микроскопа. Юстировка, определение увеличения и разрешающей способности электронного микроскопа.

3. Дефекты изображения в электронных линзах

Cферическая абберация, хроматическая абберация, астигматизм.

4. Взаимодействия элект-ронов с веществом.

Основные эффекты. Резерфордовское рассеяние. Понятие о предельной толщине прозрачного образца.

5. Дифракция электронов.

Элементы кристаллографии, обратная решетка. Дифракция от линейной и трехмерной решетки. Метод микродифракции. Геометрия дифракционной картины электронов. Типы электронограмм.

6. Атомное рассеяние.

Структурный фактор. Кинематическая теория контраста. Интенсивность дифрагированных пучков. Амплитудно-

фазовая диаграмма. Наклонные и толщинные экстинкционные контуры. Основы динамической теории контраста.

7. Кинетическая теория контраста на дефектах кристаллического строения.

Контраст на дефектах упаковки, дислокациях, границах зерен (кинетическое описание и динамические эффекты).

8. Контраст от включений вторичных фаз

Включения ориентационныt, типа полос смещения, по структурному фактору. Метод Муара.

9. Электронная микроско-пия высокого разре-шения.

10. Аналитическая элект-ронная микроскопия.

III. Распределение часов курса по темам и видам работ

Аудиторные занятия (час) в том числе №

пп Наименование

темы Всего часов лекции семинары лаборатор.

занятия

Самостоя-тельная работа

1 Предмет и история электронной микрос-копии. Электронная оптика.

2 2 -

2 Устройство электрон-ного микроскопа. 8 2 6

3 Дефекты изображения в электронных линзах 2 2 -

4 Взаимодействия элект-ронов с веществом. 6 4 - 2

5 Дифракция электронов. 18 4 12 2 6 Атомное рассеяние. 8 6 - 2 7 Кинетическая теория

контраста на дефектах кристаллического строения.

16 6 6 4

8 Контраст от включений вторичных фаз 14 2 12

9 Электронная микрос-копия высокого раз-решения.

6 4 - 2

10 Аналитическая элект-ронная микроскопия. 2 2 -

ИТОГО 82 34 - 36 12 IV. Форма итогового контроля Теоретический зачет. V. Учебно-методическое обеспечение курса 1. Рекомендуемая литература (основная):

1. Мышляев М.М., Бушнев Л.С., Колобов Ю.Р.. Электронная микроскопия. – Томск:

изд. ТГУ. 1990. 2. Хирш П. и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов. - М.: Мир, 1968. 3. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография,

рентгенография и электронная микроскопия. – М.: Металлургия, 1982. – 632 с. 2. Рекомендуемая литература (дополнительная):

1. Томас Г. Электронная микроскопия металлов. - М.: ИИЛ, 1963. 2. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия. - М.: Металлургия, 1973. 3. Основы аналитической электронной микроскопии / под ред. Дж. Гренг, Дж. И.

Гольштейна, Д.К. Джоя, А.Д. Ромига. – М.: Металлургия, 1990. – 584 с. 4. Спенс Дж. Экспериментальная электронная микроскопия высокого разрешения. – М.:

Наука, 1986. – 320 с.

Автор: Ивонин Иван Варфоломеевич, д.ф.-м.н., профессор