1 of 16

Исследование структуры вещества и методы неоптической микроскопии

Фомин Александр Иванович, к.ф.-м.н.

2 of 16

Курс нацелен на приобретение учащимися знаний и навыков в области экспериментальной физики и включает в себя исследование структуры веществ с помощью электронного и туннельного микроскопов, а также рентгеновской установки*.��* - при работе всех установок с применением рентгеновского излучения радиационный фон меньше естественного радиационного фона. Установки удовлетворяют всем требованиям радиационной безопасности EC и РФ, разрешены к применению в школах и университетах.���

3 of 16

Чему мы научимся?

Элементы квантовой физики (спектры излучения атомов, рассеяние электронов, туннельный эффект)

Кристаллическое строение вещества, условие Брегга-Вульфа

Взаимодействие электронов с электрическим и магнитным полем, фокусировка

Виды контрастов в электронной микроскопии, анализ химсостава вещества

Технические аспекты экспериментальной физики (вакуум, высокоточное позиционирование образцов)

История создания приборов, связь развития технологий с возможностью построения прибора

4 of 16

Приобретаемые навыки

Техника безопасности и соблюдение гигиены при работе с приборами

Обслуживание приборов, установка образцов и деталей, замена расходных материалов

Позиционирование образцов, поиск интересующих областей, фокусировка, настройка контраста

Соблюдение методики проведения измерений, своевременная фиксация данных

5 of 16

Техника безопасности и соблюдение гигиены при работе с приборами.

Навык подразумевает как соблюдение техники безопасности как в плане охраны здоровья, так и бережного отношения к прибору. Учащиеся получат представление о вакуумной гигиене, защите приборов от загрязнений, выборе правильных моментов затяжки резьбовых соединений, электробезопасности.

6 of 16

Обслуживание приборов, установка образцов и деталей, замена расходных материалов

  • Учащиеся будут сами собирать необходимую конфигурацию установки, изготавливать образцы для исследования, проводить процедуру замены катода в электронном микроскопе, требующую внимательности и аккуратности.

7 of 16

Позиционирование образцов, поиск интересующих областей, фокусировка, настройка контраста

  • Развитию этого навыка будет посвящено максимальное время. Поиск интересующих областей образца, получение оптимальной резкости и контраста на приборах с большим увеличением является интересной и нетривиальной задачей с множеством параметров.

8 of 16

Соблюдение методики проведения измерений, своевременная фиксация данных

  • Последовательность, методичность и аккуратность являются ключевыми навыками при проведении измерений. Учащиеся должны будут четко фиксировать свои манипуляции с приборами, системно и тщательно сохранять данные в процессе измерений

9 of 16

Используемые инструменты

Инструмент №1

Рентгеновская установка PHYWE XR 4.0

Инструмент №2�Электронный сканирующий микроскоп Coxem EM-30AX

Инструмент №3�Компактный сканирующий туннельный микроскоп PHYWE

10 of 16

Рентгеновская установка PHYWE XR 4.0

Прибор позволяет проводить разнообразные исследования внутренней структуры вещества – получение рентгеновских снимков скрытых объектов, измерение дифракции рентгеновского излучения на кристаллических веществах (лауэграммы)

Прибор полностью соответствует всем мерам безопасности для применения в школах и вузах в ЕС и РФ. Патентованная система блокировки дверей и освинцованные стекла обеспечивают радиационный фон вблизи прибора близкий к естественному.

​

11 of 16

Электронный сканирующий микроскоп Coxem EM-30AX

Электронный микроскоп с эффективным увеличением до 80 000, детекторы вторичных электронов и обратнорассеянных электронов, детектор EDS, позволяющий определять химический анализ образца

12 of 16

Компактный сканирующий туннельный микроскоп PHYWE

Компактный туннельный микроскоп с подключением по USB

Защита от вибрации

Возможность наблюдать отдельные атомы образцов

13 of 16

Какой путь мы пройдем за год?

Ноябрь

Рентгеновская установка –получение лауэграммы монокристалла LiF, интерпретация результатов

Февраль

Электронный микроскоп – получение снимков образцов в режиме SE

Апрель

Электронный микроскоп – химнализ веществ. Туннельный микроскоп – наблюдение атомов графита

14 of 16

Команда

Дмитрий Иванов

Выпускник 2022г

Студент МФТИ

Александр Фомин

Руководитель кружка, кфмн

Александр Власенко

Выпускник 2022г

Студент МФТИ

​

14

Гасем Аль Мажарим

Выпускник 2022г

Студент МФТИ

15 of 16

Награды(и учеников и педагога)

15

Письмо от резидента Сколково OOO «Техновацинк» с благодарностью за исследования образцов термодиффузионных цинковых покрытий

​

16 of 16

Руководитель кружка

16

Фомин Александр Иванович

aifomin@yandex.ru

+7 916 705-98-65

​