Faglig innhold

Emnet gis annet hvert år, neste undervisning er høsten 2025. Emnet dekker teori og bakgrunn for avanserte analyseteknikker i transmisjonselektronmikroskopi (TEM) og elektrondiffraksjon. Et introduksjonskurs er obligatorisk for studenter som ikke har noen erfaring i TEM, et slikt kurs blir gitt i begynnelsen av semesteret. Hovedtema for hoveddelen er:

i) Diffraksjonsteori, inkludert kinematisk teori, dynamisk teori, dispersjonsflater, mangestråleløsninger, og absorpsjonseffekter.

ii) Kontrastanalyse i mikroskopi med høyoppløsningsmikroskopi.

iii) Teori for HAADF / STEM (høyvinkel annulær mørkefelt / skanning TEM).

iv) Aberrasjoner i elektronoptikk.

v) Teori bak avansert spektroskopi og analyseteknikker som for eksempel EELS (elektron energitapanalyse).

vi) Deteksjon av elektroner, prinsipper og typer av detektorer.

Læringsutbytte

Studentene skal lære og forstå den underliggende teorien i transmisjonselektronmikroskopi og elektrondiffraksjon.

Fra den første innledende delen av kurset skal studentene lære:

• Hvordan elektroner vekselvirker med materialer
• Hvor elektronstrålen styres og endres i en TEM
• Hvorfor elektrondiffraksjon er så viktig i TEM
• Hva slags kontrastmekanismer vi har i TEM
• Hvordan de ulike analytiske teknikkene fungerer og brukes i en TEM

Fra den andre, mer avanserte delen av kurset skal studentene lære:

• Hvordan utlede dynamisk teori for elektrondiffraksjon i perfekte krystaller
• Teorien bak høyoppløsningselektronmikroskopi
• Ulike typer aberrasjoner i TEM og hvordan de påvirker bildedannelse
• Kontrastmekanismer i høyvinkel annulær mørkefelt skanning TEM
• Hvordan et elektron energitap spekter er gjort og hva de forskjellige energitapene i et spektrum betyr.
• Hvordan elektroner detekteres og prinsipper for de forskjellige elektrondetektorer

Læringsformer og aktiviteter

Studentene skal holde foredrag for medstudenter og innholdet vil bli diskutert. Forelesningene gir en innføring i de ulike eksperimentelle teknikkene som er beskrevet under "faglig innhold". Når forelesninger og foredragsmaterialet er på engelsk, kan eksamen bli gitt på engelsk.

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

TFY4220 Faste stoffers fysikk og TFY4255 Materialfysikk, eller tilsvarende.

Kursmateriell

R. Erni, Aberration-Corrected Imaging in Transmission Electron Microscopy, An Introduction, 2ndre utgave, Imperial College Press (2015). I tillegg vil flere artikler bli spesifisert ved begynnelsen av kurset.

Studiepoengreduksjon