Behörighetskrav

120 hp inom teknik/naturvetenskap, inklusive Kvantfysik eller Kvantmekanik och kemisk bindning II.

Mål

Kursens syfte är att introducera moderna analys- och avbildningstekniker för materialkarakterisering, särskilt ytkarakterisering, vilka används inom både akademisk och industriell forskning och utveckling.

Efter godkänd kurs ska studenten kunna

• motivera och diskutera val av metod för avbildning och analys genom att jämföra prestanda för och bedöma lämplighet av olika metoder utifrån en given frågeställning,
• kritiskt bedöma val av metod och slutsatser i vetenskapliga artiklar där metoder för avbildning och analys använts för att lösa specifika frågeställningar,
• beskriva principerna, inklusive växelverkan mellan prob och provyta, för ytavbildning och profilmätning med elektron-, ljus-, interferens- och svepspetsmikroskop, samt beskriva konstruktionen av vissa instrument och använda ett enklare svepelektronmikroskop (SEM),
• förklara och värdera ytavbildningens eller profilmätningens resultat och kvalitet och beskriva inverkan av inställningar och prestanda hos instrumentet,
• beskriva principerna för ytanalys med ett antal metoder, inkluderande röntgen-, elektron-, jon-, vibrations- och optisk spektroskopi, samt beskriva konstruktionen av vissa instrument,
• förklara och jämföra möjlig information och prestanda för olika metoder för ytanalys utifrån växelverkan mellan aktiverande strålning (t.ex. elektroner, joner, eller röntgen) och provyta och utifrån inställningar och prestanda hos instrumentet,
• beskriva principerna för djupprofilanalys med jonetsning/sputtering och för avbildning, analys och provpreparering med fokuserad jonstråle (FIB),
• beskriva principen för transmissionselektronmikroskopi (TEM), samt vilken typ av information och analysresultat som denna metod kan ge.

Innehåll

Avbildning, beskrivning och mätning av ytor: metoder som behandlas är bl.a. ljusoptisk mikroskopi (LOM), SEM, svepspetsmikroskopi (SPM, STM och AFM), optisk metodik för ytprofilometer (interferensmikroskopi) och mekaniska släpnålar.

Kemisk analys av ytor och djupprofiler: metoder som behandlas är bl.a. röntgenspektroskopi (EDS, XRF), elektronspektroskopi och -diffraktion (ESCA/XPS, Auger, LEED, EBSD), jonmasspektroskopi (SIMS, AP), jonstrålebaserad spektroskopi (RBS och ERDA), optisk spektroskopi (GD-OES) och vibrationsspektroskopi (Raman och IR).

Introduktion till TEM för analys av ett materials inre struktur, inklusive beskrivning av provpreparering och analys med EDS. FIB för avbildning, analys och provpreparering.

Undervisning

Föreläsningar, seminarier, inlämningsuppgifter, laborationer.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut (8 hp). Laborationer och övningar/uppgifter (2 hp).