Overordnede kursusmål
CenErgy-sommerskolen introducerer de studerende til koncepterne bag
avanceret elektronmikroskopi anvendt på avancerede funktionelle
materialer: environmental transmission electron microscopy (TEM),
spectrum imaging, high performance scanning electron microscopy
(SEM) og 3D SEM. Kurset har det eksperimentelle aspekt i højsædet
med fokus på avanceret dataanalyse. Deltagerne vil få dybdegående
kendskab til anvendelse af to af teknikkerne (efter eget valg).
Funktionaliteten af avancerede materialer er oftest dikteret af
sammensætning, tilstand samt mikro- og nanostruktur af materialet,
og der er derfor behov for indgående kendskab til disse parametre
for at designe og optimere materialerne. Avanceret
elektronmikroskopi giver høj rumlig opløsning til beskrivelse af
størstedelen af disse funktioner. Det overordnede formål med denne
sommerskole er derfor at udstyre de studerende med den
grundlæggende viden til at udføre avancerede
elektronmikroskopiundersøgelser og dataanalyse for disse
materialer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Beskrive de forskellige komponenter for SEM og TEM samt
principperne bagved anvendelsen af 3D-SEM, HP-SEM, ETEM og Spectrum
Imaging
- Forklare de fysiske principper bag EDX og EELS
- Nævne de nødvendige krav for ETEM
- Fortolke billedkontrast i SEM og TEM
- Identificere vigtige eksperimentelle parametre i forbindelse
med elementkvantificering
- Identificere begrænsninger for prøve og opløsning i ETEM i
sammenligning med konventionel TEM
- Forklare de fysiske principper bag monokromering og
forvrængningskorrektion i EM
- Forklare og nævne begrænsningerne for mikro- og
nanoskalakarakterisering ved hjælp af 3D-SEM, HP-SEM, ETEM og
Spectrum Imaging
- Planlægge og udføre et eksperiment, hvor 3D-SEM, HP-SEM, ETEM
eller Spectrum Imaging anvendes til at undersøge prøver på mikro-
og nanoskala
- Fortolke resultaterne fra eksperimenter baseret på avancerede
elektronmikroskopimetoder
- Kommunikere de eksperimentelle resultater og den relaterede
teori
Kursusindhold
CenErgy er baseret på to hele dage med introduktionsforelæsninger,
der vil dække de fire hovedemner: environmental transmission
electron microscopy (TEM), spectrum imaging, high performance
scanning electron microscopy (SEM) og 3D SEM. Environmental TEM
fokuserer på de dynamiske processer i prøven og gas-solid
vekselvirkninger ved høj temperatur. Spectrum imaging fokuserer på
høj rumlig og energiopløsnings EELS og EDX for element og kemisk
kortlægning af tynde prøver. HP-SEM er fokuseret på afbildning af
topografi og materialekontrast for overfladestrukturer på
nanometerskala såsom nanopartikler og tyndfilm. 3D SEM bruges til
at give den fulde 3D mikrostrukturelle morfologi med opløsning
under 50 nm.
De studerende vælger to emner, hvor der udføres eksperimentelt
arbejde, efterfulgt af i alt tre dages dataanalyse baseret på de
eksperimentelle resultater. De studerende vil derefter udarbejde en
poster, der præsenterer deres eksperimentelle arbejde, og fremlægge
den på en minikonference.
Emnerne vil omfatte:
• Elementer af elektronoptik, herunder aberrationkorrektion (hvad
mikroskopet gør ved elektronstrålen)
• Elektron-stofvekselvirkninger, spredningsteori (hvad prøven gør
ved elektronstrålen)
• Billedkontrast (atomnummer, ladning,…) og multimodal
billedbehandling, billeddannelsesteori (hvordan et billede dannes)
• Spektroskopiske metoder (EDX i SEM og TEM, EELS og spectrum
imaging)
• Billedsimulering til fortolkning af 2D- og 3D-billeder (ved hjælp
af tilgængelig software)
• Aberrationskorrigerede elektronlinser
• Krav og begrænsninger for ETEM
Sidst opdateret
21. februar, 2019