Students will be able to:

describe and explain physical phenomena on which the methods are based,

propose a suitable microscopic or spectroscopic method for extracting of specific information about material,

suggest proper analytical conditions, i.e. detector, analyser, primary source, sample preparation, to optimise measuring conditions.

Studenti budou umět:

Popsat a vysvětlit fyzikální jevy, na nichž jsou spektroskopie a mikroskopie založené.

Navrhnout vhodnou mikroskopickou nebo spektroskopickou metodu pro získání specifické informace o materiálu.

Zvolit vhodné analytické podmínky (detektor, analyzátor, primární zdroj, příprava vzorku) pro optimalizaci měření.

Oral exam.

Ústní zkouška.

Obligatory:

• Concepts of modern physics, Beiser, Arthur, 1973
• Materials characterization, Leng, Yang, 2008

Recommended:

• Physical principles of electron microscopy, an introduction to TEM, SEM, and AEM, Egerton, R., 2005
• Scanning Electron Microscopy, Reimer, Ludwig, 1998
• Mass Spectrometry, de Hoffmann, Edmond; Stroobant, Vincent, 2007

Povinná:

• Concepts of modern physics, Beiser, Arthur, 1973
• Materials characterization, Leng, Yang, 2008

Doporučená:

• Physical principles of electron microscopy, an introduction to TEM, SEM, and AEM, Egerton, R., 2005
• Scanning Electron Microscopy, Reimer, Ludwig, 1998
• Mass Spectrometry, de Hoffmann, Edmond; Stroobant, Vincent, 2007

Lectures, tutorials.

Přednášky, konzultace.

Spectrum, cross section, properties of particles and radiation. Elastic and inelastic cross section, Compton scattering, Rutherford scattering, photoelectric effect.

Physics of of atom, electron-electron and spin-orbital interactions, splitting of spectral lines. Electron and atom energy levels, selection rules, energy bands in solid, Bloch function, quantum tunnelling.

Transmission electron microscopy, principles, contrast, sample preparations.

Scanning electron microscopy, principles, backscattered and secondary electrons, sample preparations.

Electron microprobe analysis, principle of the method, correction methods.

X-ray fluorescence spectroscopy, principle, correction methods.

Surface - creation, structure and properties. XPS and UV XPS, principles of the methods, satellite lines, angle-resolved spectroscopy.

Auger spectroscopy, principles, Auger microscopy.

SIMS for solids, ion scattering, kinematic factor, sputtering yield, SNMS.

PIXE, RBS and other ion spetroscopies, low energy ion spectroscopy.

Probe microscopies and their principles. STM, AFM, and SNOM.

Diffraction of photons, electrons and neutrons. Structural factor. LEED, EBSD, XRD, and ND.

Vacuum and vacuum instruments. Detectors and analysers. Ionization chamber, crystal spectrometer, energy dispersive detector, scintillator, hemispherical analyser, quadrupole mass analyser, time-of-flight analyser.

Spektrum, účinný průřez, vlastnosti záření a částic. Pružný a nepružný rozptyl, Comptonův rozptyl, Rutherfordův rozptyl, fotoefekt.

Fyzika atomu, elektron-elektronová a spin-orbitální interakce, štěpení spektrálních čar. Elektronové a atomové hladiny, výběrová pravidla, energetická struktura pevné látky, Blochovy funkce. Kvantové tunelování.

Transmisní elektronová mikroskopie, princip, typy kontrastů, příprava vzorků.

Rastrovací elektronová mikroskopie, princip, odražené a sekundární elektrony, příprava vzorků.

Rtg. mikroanalýza, princip, korekční metody.

Rtg. fluorescence, princip, korekční metody.

Povrch - vznik, struktura a vlastnosti. XPS a UV XPS, princip, satelitní čáry, úhlově rozlišená spektroskopie.

Augerova spektroskopie, princip, Augerova mikroskopie.

SIMS pro pevnou fázi, rozptyl iontů, kinematický faktor, rozprašovací výtěžnost, SNMS.

PIXE, RBS a další iontové spektroskopie, rozptyl nízkoenergetických iontů.

Hrotové metody, principy. STM, AFM, SNOM.

Difrakce fotonů, elektronů a neutronů. Strukturní faktor. LEED, EBSD, XRD, ND.

Vakuum a vakuová zařízení. Detektory a analyzátory. Ionizační komora, krystalový spektrometr, polovodičový detektor, scintilátor, hemisférický analyzátor, kvadrupól, TOF.

Nejsou.