Исследование структуры пленок с помощью электронной микроскопии
Изучение принципов работы просвечивающего электронного микроскопа и идентификации веществ по их дифракционным картинам. Гипотеза Де Бройля о наличии у частиц вещества волновых свойств. Расчет электронограммы, дифракционная картина на кристаллах никеля.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.05.2015 |
| Размер файла | 80,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО "Уральский государственный экономический университет"
Отчет по
Лабораторной работе №3
по дисциплине "Физика"
"Исследование структуры пленок с помощью электронной микроскопии"
Исполнитель: Боликов С.С.
Группа ЭМА-14
Преподаватель: Судакова Н.П.
г. Екатеринбург 2015
Цель работы: ознакомление с работой просвечивающего электронного микроскопа и идентификация веществ по их дифракционным картинам.
Приборы и принадлежности: Электронный просвечивающий микроскоп TESLA BS -613, электронно-микроскопические сетки с образцами, измерительная линейка.
Краткая теория
Гиппотеза Де Бройля: дуализм не является особенностью только оптических явлений, а имеет универсальный характер. Частицы вещества также обладают волновыми свойствами.
Формула Вульфа - Брэгга:
Рис. 1 Дифракция на кристалле.
Принцип действия электронного микроскопа: тонкий электронный пучок, испускаемый раскаленной вольфрамовой проволокой, ускоряется за счет разности потенциалов 50-100 кВ. Система, состоящая из нити накала и ускоряющих электродов, называется электронной пушкой.
Затем электроны проходят через конденсаторную линзу (таких линз, как правило, две), с помощью которой осуществляется регулировка и контроль размера и расхождения пучка. Далее электроны попадают на образец. Толщина его настолько мала, что почти все электроны проходят через него. Однако те электроны, которые проходят близко от атомов вещества, отклоняются от своего первоначального пути на различные углы. Объективная линза, расположенная непосредственно за образцом, снабжена малой апертурой диафрагмой, представляющей собой металлический диск с центральным отверстием диаметром 20- 50 мкм.
Электроны, которые отклоняются образцом на достаточно большие углы, задерживаются диафрагмой, а электроны, отклоняющиеся на небольшие углы, проходят сквозь отверстие и продолжают дальнейшее движение. Вследствие этого в одних точках конечного изображения электронов окажется меньше, чем в других. Таким образом, хотя в данном случае амплитудный контраст в том смысле, в каком его понимают в световой микроскопии, не имеет места, все же можно считать, что из- за наличия апертурой диафрагмы достигается эффект, эквивалентный амплитудному контрасту.
После объектива электроны проходят через увеличивающую проекционную лизну и попадают на люминесцентный экран, либо на фотопленку или фотопластинку. Оператор наблюдает за люминесцентным экраном через стеклянное стекло в тубусе микроскопа. При обнаружении интересной структуры экран убирается и изображение фотографируется.
При сопряжении экрана не с плоскостью образца, а с фокальной плоскостью объективной линзы, на нем не будет наблюдаться соответствующая дифракционная картина.
Переход в режим дифракции происходит очень просто, поэтому легко наблюдать как изображение участка образца, так и дифракционную картину с этого участка.
Рис. 2 Устройство электронного микроскопа.
Рис. 3 Дифракционная картина на поликристаллах
Рис. 4 Дифракционная картина на монокристаллах
Вывод формулы
где h - постоянная Планка, P - импульс, m - масса
где V- скорость.
где U - потенциал частицы, е - заряд электрона, - длина волны
где H - расстояние от кристалла до экрана,
D - диаметр соответствующего дифракционного кольца,
L - постоянная прибора.
Ход работы
вещество электронный микроскоп дифракционный
Межплоскостное расстояние:
где D- диаметр соответствующего дифракционного кольца;
L- постоянная прибора ()
Таблица 1. Экспериментальные и табличные значения.
|
Эксперимент |
Таблица |
|||||
|
D, см. |
d, нм. |
Интенс. |
d, нм. |
Интенс. |
h, k, l |
|
|
5,5 |
0,206 |
с |
0,204 |
1,00 |
111 |
|
|
6,4 |
0,177 |
с |
0,177 |
0,50 |
200 |
|
|
9 |
0,126 |
с |
0,125 |
0,40 |
220 |
|
|
10,6 |
0,107 |
с |
0,107 |
0,60 |
311 |
Вывод
Наблюдение дифракции электронов на кристалле подтверждает у них существование волновых свойств. Ознакомились с работой просвечивающего электронного микроскопа и идентифицировали вещество по его дифракционной картине. Расчет электронограммы показал, что металл в моей работе - никель (Ni).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение строения и принципов работы светового и электронного микроскопов. Рассмотрение методов темного и светлого поля, фазово-контрастной микроскопии, интерференции и поляризации. Витальное фиксированное изучение клеток. Основы электронной микроскопии.
лекция [409,4 K], добавлен 16.05.2014Знакомство с устройством и работой растрового электронного микроскопа, измерение размеров частиц порошка алюминия с примесью карбида тантала, анализ полученных данных. Получение снимков и статистическая обработка данных. Изучение калибровочного снимка.
лабораторная работа [1,4 M], добавлен 02.01.2015Ознакомление с устройством и принципом работы просвечивающего электронного микроскопа; основные области его применения и современные разновидности. Рассмотрение конструкции осветительной системы прибора. Описание процедуры коррекции астигматизма.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 09.05.2011Измерение размеров малых объектов. Метод фазового контраста. Понятие об электронной оптике. Создание электронного микроскопа. Опыты по дифракции электронов. Исследования поверхностной геометрической структуры клеток, вирусов и других микрообъектов.
презентация [228,3 K], добавлен 12.05.2017Создание атомного силового микроскопа, принцип действия, преимущества и недостатки. Методы атомно-силовой микроскопии. Технические возможности атомного силового микроскопа. Применение атомно-силовой микроскопии для описания деформаций полимерных пленок.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 14.11.2012Сущность гипотезы де–Бройля о двойственной природе микрочастиц. Экспериментальное подтверждение корпускулярно-волнового дуализма материальных частиц. Метод Брэгга. Интерференция рентгеновских лучей в кристаллах методом Лауэ и методом Дебая—Шеррера.
курсовая работа [326,6 K], добавлен 10.05.2012Состав, принципы работы и назначение растрового электронного микроскопа РЭМН – 2 У4.1. Особенности восстановления рабочего вакуума в колонне растрового микроскопа. Функционирование диффузионного и форвакуумного насосов, датчиков для измерения вакуума.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 05.11.2009Понятие электронной микроскопии как совокупности методов исследования с помощью электронных микроскопов микроструктур тел, их локального состава. Содержание телевизионного принципа развертки тонкого пучка электронов или ионов по поверхности образца.
презентация [3,1 M], добавлен 22.08.2015Электронно-микроскопический метод исследования. Физические основы растровой электронной микроскопии. Схема растрового электронного микроскопа, назначение его узлов и их функционирование. Подготовка объектов для исследований и особые требования к ним.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.05.2011Сканирующий туннельный микроскоп, применение. Принцип действия атомного силового микроскопа. Исследование биологических объектов – макромолекул (в том числе и молекул ДНК), вирусов и других биологических структур методом атомно-силовой микроскопии.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 28.04.2014Исторический путь научного исследования микрочастиц. Содержание планетарной модели атома с электронами Резерфорда и теории корпускулярно-волнового дуализма частиц веществ Луи де Бройля. Характеристика принципов неопределенности и дополнительности.
контрольная работа [22,5 K], добавлен 11.10.2010Общие сведения об атомно-силовой микроскопии, принцип работы кантилевера. Режимы работы атомно-силового микроскопа: контактный, бесконтактный и полуконтактный. Использование микроскопа для изучения материалов и процессов с нанометровым разрешением.
реферат [167,4 K], добавлен 09.04.2018Характеристика кристаллической структуры оксида титана с точки зрения кристаллографических и кристаллофизических свойств. Расчет рентгенограмм для двух материалов: диоксида олова и теллурида свинца. Пиролитический и пьезоэлектрический эффект в кристаллах.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.06.2011История микроскопа - прибора для получения увеличенного изображения объектов, не видимых невооруженным глазом. Методы световой микроскопии. Принцип действия и устройство металлографического микроскопа. Методы микроскопического исследования металлов.
реферат [3,3 M], добавлен 10.06.2009Понятие и классификация дефектов в кристаллах: энергетические, электронные и атомные. Основные несовершенства кристаллов, образование точечных дефекто, их концентрация и скорость перемещения по кристаллу. Диффузия частиц за счет движений вакансий.
реферат [571,0 K], добавлен 19.01.2011Содержание теории теплорода и описание атомного состава вещества. Раскрытие молекулярных свойств вещества. Природа хаотичного движения малых частиц взвешенных в жидкости или газе, уравнение броуновского движения. Свойства и объём молекул идеального газа.
презентация [127,2 K], добавлен 29.09.2013Изучение физико-математических наук. Молекулярная гипотеза строения вещества. Преподавательская деятельность Амедео Авогадро. Изучение теплового расширения тел, теплоемкости и атомных объемов. Нахождение зависимости свойств кристаллов от их геометрии.
презентация [1,2 M], добавлен 28.10.2013Относительность и взаимность живого и неживого в природе. Структура планетарной системы с квантованием энергии по орбитам, параметры природных явлений. Взаимодействие частиц в макромире природы. Вихревая гипотеза образования частиц планетарной системы.
статья [190,9 K], добавлен 04.09.2013Анализ физических свойств перовскитов, в которых сосуществуют электрическая и магнитная дипольные структуры. Общая характеристика пленок феррита висмута BiFeO3. Особенности взаимодействия электромагнитной волны и спиновой подсистемой магнитного кристалла.
реферат [512,3 K], добавлен 20.06.2010Физические процессы, лежащие в основе электронной оже-спектроскопии (ЭОС). Механизмы ЭОС, область ее применения. Относительная вероятность проявления оже-эффекта. Глубина выхода оже-электронов. Анализ тонких пленок, преимущества ионного распыления.
реферат [755,3 K], добавлен 17.12.2013
