Kursets formål er at give de studerende et overblik over, hvordan transmissionselektronmikroskopi kan bruges til at studere og forbinde struktur og funktionalitet af moderne nanostrukturerede materialer.
Sådanne forbindelser er afgørende for videreudviklingen af en bred vifte af anvendelser, herunder nanopartikler til katalyse, elektronisk udstyr til energi høst/​konvertering/​lagring og anvendelser indenfor fotonik og plasmonik, magnetiske materialer til "spintronic" og biomedicin. Transmissionselektronmikroskopi i dens forskellige former (TEM, STEM, elektrondiffraktion), suppleret med analytiske metoder (EELS, EDX) samt diverse prøveforberedelsesteknikker (FIB, Cryo, osv.) giver en alsidig karakteriseringsplatform som hjælp til at løse verdens aktuelle materialer problemer.
Dette kursus vil give deltagerne mulighed for at udvælge TEM-teknikker egnet til specifikke opgaver, forstå og fortolke EM billeder, diffraktionsmønstre, spektre og forskellige andre signaler, som kan indsamles med et moderne elektronmikroskop. De studerende vil lære, hvordan et billede er dannet i et elektronmikroskop (kontrast-mekanismer) og få "hands-on"-erfaring i at optage, bearbejde, fortolke og kvantificere data på basis af elektron-faststof vekselvirkninger. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Nævne mikroskopiteknikker, der kan anvendes til at kvantificere strukturen af materialer på nanoskala
• Beskrive de forskellige komponenter af et transmissionselektronmikroskop og dets funktionsprincipper
• Sammenligne de forskellige spredningsprocesser (elastiske og uelastiske), der opstår, når elektroner støder på en krystal, og illustrere, hvordan spredning af højenergi-elektroner bliver til observerbar kontrast
• Anvende den mest hensigtsmæssige mikroskopiteknik til et givet problem (f.eks. at måle atomare forskydninger), ved at designe et egnet (S)TEM eksperiment
• Forberede en prøve egnet til (S)TEM undersøgelser
• Simulere billeder, spektre og signaler ved hjælp passende software
• Fortolke og indeksere elektrondiffraktionsmønstre af krystaller, polykrystallinske og amorfe materialer
• Optage et EELS spektrum, og fortolke kemiske oplysninger fra det ved at analysere toppe/kanter
• Analysere EDX-spektre optaget i TEM, måle atomprocentdelen af grundstofferne i prøven og vurdere nøjagtigheden af sådanne analyser

Dette kursus introducerer transmissionselektronmikroskop som et grundlæggende redskab til at undersøge materialer på nanoskala. Studerende vil lære principperne bag instrumentet, med vægt på billeddannelse, hvilken form for fysiske oplysninger de indeholder, hvordan oplysningerne er påvirket af instrumentale fejl, og hvordan man kan fortolke og kvantificere oplysningerne. Følgende emner behandles:
• Elektronoptikkens byggesten (hvad gør mikroskopet ved elektronstrålen)
• Elektron-faststof vekselvirkninger, spredningteori (hvad gør prøven ved elektronstrålen)
• Billeddannelsesteori (hvordan dannes et billede)
• Afbildningsmetoder i (S)TEM (lysfelt, mørkfelt, diffraktion, højopløsning, fasekontrast)
• Spektroskopiske metoder (EDX og EELS)
• Prøvepræparering (hvilke kriterier der skal opfyldes for at få anvendelige prøver, som kan studeres)
• Billedsimulering og billedtolkning (ved hjælp af tilgængelig software)
• Forsmag på avancerede EM teknikker (elektronholografi, "environmental" TEM, tomografi, fase tomografi, STEM DPC, EBSD, osv.) D.B. Williams and C.B. Carter, Transmission Electron Microscopy, 2nd Ed., Springer 2009 Forslag til relateret kursus er 47311 01. maj, 2018