Students will be able to:

Describe energy levels of atom and solid

Propose a suitable microscopic or spectroscopic method for extracting a specific information of a material

Suggest proper analytical conditions, i.e. detector, analyser, primary source, sample preparation

Studenti budou umět:

Popsat energetické hladiny atomu a pevné látky

Navrhnout mikroskopickou nebo spektroskopickou metodu pro získání specifické informace o materiálu

Zvolit vhodné analytické podmínky (detektor, analyzátor, primární zdroj, příprava vzorku)

R: Y. Leng, Materials characterization, Wiley, 2008,ISBN 978-0-470-82298-2

A: R.F. Egerton, Physical principles of electron microscopy, Springer, 2006, ISBN-13: 978-0387-25800-0

Z: A. Beiser, Úvod do moderní fyziky, Academia, 1975,104-21-852

Z: Y. Leng, Materials characterization, Wiley, 2008,ISBN 978-0-470-82298-2

D: R.F. Egerton, Physical principles of electron microscopy, Springer, 2006, ISBN-13: 978-0387-25800-0

D: L. Eckertová, Metody analýzy povrchů, elektronová spektroskopie, Academia, 1990, ISBN 80-200-0261-8

Slides of the talks in the electronic form

Přednášky v elektronické formě

1. Spectrum and its origin, spectroscopic and microscopic methods, cross section, properties of particles and radiation.

2. Elastic and inelastic cross section, Compton scattering, photoelectric effect.

3. Quantum mechanics of atom, hydrogen atom, electron-electron and spin-orbital interaction, splitting of spectral lines.

4. Electron energy levels, atom terms, selection rules, energy bands in solid, Bloch function, quantum tunnelling.

5. Transmission electron microscopy, contrast, bright-field a dark-field observation, sample preparations.

6. Scanning electron microscopy, contrast, backscattered and secondary electrons, sample preparations.

7. Electron microprobe analysis, EDS and WDS configuration, principle of method, qualitative and quantitative analysis, correction methods, mapping. X-ray fluorescence spectroscopy.

8. Formation, structure, and properties of the surface. Photoelectron spectroscopy, principle of the method, satellite lines, angle-resolved spectroscopy, ultraviolet photoelectron spectroscopy. Auger spectroscopy, Auger microscopy.

9. Secondary Ion Mass spectrometry for solid, ion scattering, kinematic factor, sputtering yield, ionization probability, depth profiling, SNMS.

10. Other ion methods, channelling, proton induced X-ray emission spectroscopy, Rutherford backscattering spectroscopy, low energy ion spectroscopy.

11. Probe microscopies and their principles. Scanning tunnelling microscopy, atomic force microscopy, near-field optical microscopies.

12. Diffraction methods, diffraction of photons, electrons and neutrons. Structural factor. LEED and EBSD, neutron diffraction, X-ray diffraction, powder diffraction.

13. Vacuum and vacuum instruments. Vacuum measuring and pumps. Particle sources for photons, electrons, ions, and neutrons.

14. Detectors and analysers. Ionization chamber, crystal spectrometer, energy dispersive detector, scintillator, hemispherical analyser, quadrupole mass analyser, time-of-flight analyser, other detectors and analysers.

1. Spektrum a jeho podstata, spektroskopické a mikroskopické metody, účinný průřez, vlastnosti záření a částic.

2. Pružný a nepružný rozptyl, Comptonův rozptyl, fotoefekt.

3. Kvantová mechanika atomu, vodíkový atom, elektron-elektronová a spin-orbitální interakce, štěpení spektrálních čar.

4. Elektronové hladiny, atomové termy, výběrová pravidla, energetická struktura pevné látky, Blochovy funkce. Kvantové tunelování.

5. Transmisní elektronová mikroskopie, typy kontrastů, bright-field a dark-field pozorování, příprava vzorků.

6. Rastrovací elektronová mikroskopie, kontrast, odražené a sekundární elektrony, příprava vzorků.

7. Rtg. mikroanalýza, EDS a WDS uspořádání, princip, kvalitativní a kvantitativní analýza, korekční metody, mapování. Rtg fluorescence.

8. Vznik, struktura a vlastnosti povrchů, fotoelektronová spektroskopie, princip, satelitní čáry, úhlově rozlišená spektroskopie, ultrafialová fotoelektronová spektroskopie. Augerova spektroskopie, princip, Augerova mikroskopie.

9. Hmotnostní spektrometrie sekundárních iontů pro pevnou fázi, rozptyl iontů, kinematický faktor, rozprašovací výtěžnost, pravděpodobnost ionizace, hloubkové profilování, SNMS

10. Iontové metody, kanálování, metoda PIXE, spektroskopie odražených iontů, rozptyl nízkoenergetických iontů.

11. Hrotové metody, princip. Tunelovací mikroskopie, mikroskopie atomárních sil, optická mikroskopie v blízkém poli.

12. Difrakční metody, difrakce fotonů, elektronů a neutronů. Strukturní faktor. LEED a EBSD, neutronová difrakce, rtg. difrakce, prášková difrakce.

13. Vakuum a vakuová zařízení. Měření vakua, vakuové pumpy. Zdroje částic: fotonové, elektronové, iontové, neutronové.

14. Detektory a analyzátory. Ionizační komora, krystalový spektrometr, polovodičový detektor, scintilátor, hemisférický analyzátor, kvadrupól, TOF analyzátor, další detektory a analyzátory.

Mathematics II

Physics I

Matematika II

Fyzika I