| Competències |
| Type A | Code | Competences Specific |
| Recerca | ||
| Type B | Code | Competences Transversal |
| Recerca | ||
| Type C | Code | Competences Nuclear |
| Recerca | ||
| Objectius d'aprenentatge |
| Objectives | Competences | ||
| Conèixer els fonaments de la microscòpia electrònica i la instrumentació relacionada. | |||
| Valorar adequadament els límits de resolució espaial i de dispersió en energia en el context global de les tècniques de caracterització. | |||
| Conèixer els diferents mètodes de preparació de mostres per valorar aplicabilitat en funció de la problemàtica específica i els possibles riscos de deteriorament o modificació de la mostra. | |||
| Conèixer el panorama més actual sobre l'aplicació de les eines de microscòpia electrònica per a la caracterització morfològica i analítica de nanoestructures. | |||
| Conèixer els fòrums internacionals de més prestigi per a la difusió dels avenços en microscòpia electrònica. | |||
| Conèixer les instal•lacions de l'entorn proper i grans centres internacionals. | |||
| Continguts |
| Topic | Sub-topic |
| Tema 1. Instrumentació per Microscòpia Electrònica | Avenços instrumentals: filaments d’emissió de camp, correctors d’aberració, espectròmetres i monocromadors, filtres d’energia. Mètodes avançats de preparació de mostres: Preparació de mostres biològiques, FIB. |
| Tema 2. Microscòpia Electrònica d’Escombrat | Crio-microscòpia. catodoluminiscència (CL), currents induïdes (EBIC), Anàlisi de patrons d’electrons retrodisperstats (EBSP). Microscòpia electrònica ambiental (ESEM). Modes avançats d’observació: Tomografia SEM Microscòpia de rastreig d’alta resolució FEG-SEM |
| Tema 3. Microscòpia Electrònica de Transmissió | Difracció d’un cristall. Indexació de diagrames de difracció. Doble difracció. Patrons de Kikuchi. Formació e interpretació d’imatges amb contrast de difracció. Difracció per feix convergent (CBED, LACBED) Precessió del feix i cristal•lografia electrònica. Nanodifracció. Contrast de fase. Principis de formació de les imatges d’alta resolució (HRTEM). Funció de transferència de contrast. Resolució sub-Ångstrom. Mètodes de simulació d’imatges. Reconstrucció d’amplitud i fase de l’ona emergent. Tractament digital de les imatges d’alta resolució. |
| Tema 4. Microscòpia electrònica analítica (AEM) | Espectroscòpia de Raig-X. Detectors per dispersió d’energia (EDS) i longitud d’ona (WDS). Anàlisi quantitatiu de raig-X (XEDS). Espectroscòpia de pèrdua d’energia dels electrons (EELS). Estructura fina del front de absorció (ELNES, EXELFS). Formació d’imatges filtrades en energia (EFTEM). Aplicació a materials nanoestructurats. |
| Tema 5. Modes avançats d’observació i anàlisi | Tomografia electrònica: Formació d’imatge i mètodes de reconstrucció 3D. Crio-tomografia. Aplicacions en ciència de materials i ciències de la vida. Mode escombrat-transmissió (STEM) i microscòpia en camp fosc amb detector anular d’angle ample (HAADF – Z-Contrast). Microscòpia analítica amb resolució atòmica. Aplicacions a materials nanoestructurats. Altres microscòpies: Holografia electrònica. Microscòpia Lorentz, microscòpia de reflexió d’electrons,... |
| Planificació |
| Methodologies :: Tests | |||||||||
| Competences | (*) Class hours | Hours outside the classroom | (**) Total hours | ||||||
| Activitats Introductòries |
|
0 | 0 | 0 | |||||
| Sessió Magistral |
|
13 | 0 | 13 | |||||
| Pràctiques a laboratoris |
|
20 | 0 | 20 | |||||
| Atenció personalitzada |
|
0 | 0 | 0 | |||||
| (*) On e-learning, hours of virtual attendance of the teacher. (**) The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students. | |||||||||
| Metodologies |
| Description | |
| Activitats Introductòries | |
| Sessió Magistral | |
| Pràctiques a laboratoris | Considerem la realització d’un total de 8 sessions de laboratori de 2.5 hores cada una, amb una distribució per grups dels alumnes. Aquestes sessions es durien a terme a les instal•lacions dels Serveis Científico-Tècnics de la Universitat de Barcelona. Dues d’elles serien dedicades a la introducció als instruments. Les 6 restants es complementarien amb exercicis derivats de l’execució pràctica i es resoldrien individualment o en grup, fent posteriorment una posada en comú dels resultats. Una distribució orientativa dels continguts d’aquestes pràctiques podria ser: 1. Preparació de mostres per SEM i TEM. 2. Introducció al SEM: modes d’operació i microanàlisi qualitatiu. 3. Combinació SEM-FIB per preparació i observació. 4. Introducció al TEM: alineament i correccions d’aberracions 5. Difracció i nanodifracció. Indexació de patrons de difracció 6. Microscòpia d’alta resolució. Simulació. Identificació de fases en nanopartícules. 7. Microanàlisi quantitatiu en SEM - EDX. Tractament de l’espectre. Correccions ZAF. 8. Espectroscòpia de pèrdua d’energia (EELS - TEM). |
| Atenció personalitzada |
|
|
|
| Avaluació |
| Description | Weight | ||
| Other comments and second exam session | |||
| Fonts d'informació |
| Bàsica |
Ray F. Egerton, Physical Principles of Electron Microscopy : An Introduction to TEM, SEM, and AEM, Kluwer Academic-Plenum Publishers, 2005
N. Yao, Nan and Z. Wang, Zhong L., Handbook of Microscopy for Nanotechnology, Kluwer Academic-Plenum Publishers, 2005
M D.B. Williams, C.B. Carter, Transmission Electron Microscopy, Plenum Press, 1996
J.I. Glodstein, D. Newbury, D. Joy, C. Lyman, P. Echlin, E. Lifshin, L. Sawyer, and J. Michael, Scanning electron microscopy and X-Ray micronanalysis, 3rd ed., Kluwer Academic-Plenum Publishers, 2003 |
| Complementària |
P. Goodhew, J. Humphreys, R. Beanland, Electron Microscopy and Analysis, 3 ed., Taylor & Francis, 2001
R.F. Egerton, Electron energy-loss spectroscopy in the electron microscope, 2 ed., Plenum Press, 1996
Fultz, Brent, Howe, James M., Transmission Electron Microscopy and Diffractometry of Materials, 2nd ed., Springer, 2002
D.E. Newbury, D.C. Joy, P. Echlin, C.E. Fiori and J.I. Glodstein, Advanced Scanning electron microscopy and X-Ray micronanalysis, 3rd ed., Kluwer Academic-Plenum Publishers, 2003 |
| Recomanacions |
| Other comments | |
| Recomanable nocions elementals de cristal•lografia i difracció i òptica. Recomanable haver cursat l’assignatura Tècniques de Microscòpia . |