Microscopy of Surfaces and Thin Films - NEVF106

• Title: Mikroskopie povrchů a tenkých vrstev
• Guaranteed by: Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2020
• Semester: winter
• E-Credits: 5
• Hours per week, examination: winter s.:2/1, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech, English
• Teaching methods: full-time
• Additional information: https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html
• Guarantor: prof. RNDr. Ivan Ošťádal, CSc.; doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc.; doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.
• Teacher(s): doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.; prof. RNDr. Ivan Ošťádal, CSc.

Annotation

English

Introduction in near field scanning microscopy methods (STM, AFM, SNOM) and related techniques. Physical principles, applications in physics of thin films and surfaces, advantages and limits. Comparison with traditional electron microscopy techniques (TEM, SEM), field emission and field ion microscopes (FEM, FIM) and LEEM technique. The latest modifications and applicability of microscopy techniques.

Last update: T_KEVF (07.05.2005)

Czech

Základy rastrovacích mikroskopií v blízkém poli (STM, AFM, SNOM) a dalších odvozených technik. Fyzikální principy, oblasti použití ve fyzice povrchů a tenkých vrstev, výhody a omezení. Srovnání s tradičními technikami elektronových mikroskopií (TEM, SEM), mikroskopy FEM, FIM a LEEM. Nejnovější modifikace a možnosti mikroskopických technik.

Last update: T_KEVF (07.05.2005)

Course completion requirements

Získání zápočtu je podmínkou pro konání zkoušky.

Udělení zápočtu je podmíněno absolvováním závěrečného testu, jehož otázky budou pokrývat problematiky probírané během cvičení.

Povaha kontroly studia předmětu umožňuje opakování této kontroly, zápočet tedy opakovat lze.

Last update: Pavlů Jiří, doc. RNDr., Ph.D. (03.06.2020)

Literature

Wiesendanger R. and Güntherodt H.-J., Scanning Tunneling Microscopy II (Further Applications and Related Scanning Techniques), 2nd. ed., Springer Series in Surf. Sci. 28, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 1995.

Bai Ch., Scanning Tunneling Microscopy and its Application, Springer Series in Surf.Sci. 32, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, N.Y., 1992.

Chen C.J., Introduction to Scanning Tunneling Microscopy, Oxford Univ. Press, Oxford 1993

Metody analýzy povrchů: iontové, sondové a speciální metody. Editoři: L. Frank, J. Král, Academia, Praha 2002.

Last update: T_KEVF (07.05.2005)

Teaching methods

English

The lecture is conducted on-line in the winter semester 2020. For more information, see https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html

Last update: Roučka Štěpán, doc. RNDr., Ph.D. (06.10.2020)

Czech

Výuka v ZS 2021 probíhá prezenčně podle rozvrhu (vizhttps://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html)

Last update: Ošťádal Ivan, prof. RNDr., CSc. (04.10.2021)

Requirements to the exam

Zkouška je ústní, tři otázky vycházejí ze sylabu přednášky a požadované znalosti odpovídají odpřednášenému rozsahu.

Last update: Pavlů Jiří, doc. RNDr., Ph.D. (03.06.2020)

Syllabus

English

1. Introduction to near field microscopy techniques
Physical principles of near field microscopy techniques: scanning tunneling microscopy (STM), atomic force microscopy (AFM), scanning near field optical microscopy (SNOM). Other related techniques: scanning tunneling spectroscopy - STS, ballistic electron emission microscopy - BEEM, scanning tunneling potentiometry - SPT, scanning noise microscopy - SNM, scanning capacitance microscopy, scanning noise microscopy and scanning thermal microscopy. Other scanning force microscopy techniques: magnetic force (MFM) and electric force (EFM) microscopies, DC and AC techniques, contact, semi-contact and non-contact modes, single and multiple path techniques.

2. Physical principles, applications
Resolution, modes of measurement, construction. Application in surface and thin films physics, comparison with other techniques - transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), field emission microscopy (FEM), field ion microscopy, low energy electron microscopy (LEEM).

3. Latest modifications
The latest modifications and applicability of microscopy techniques in study of surfaces and thin films.

Last update: T_KEVF (13.05.2005)

Czech

1. Základy rastrovacích mikroskopií v blízkém poli (STM, AFM, SNOM) a dalších technik
Fyzikální principy mikroskopií v blízkém poli: rastrovací tunelová mikroskopie (STM), mikroskopie atomárních sil (AFM), optické rastrovací mikroskopie v blízkém poli (SNOM). Techniky odvozené od STM: spektroskopie tunelujících elektronů - STS, mikroskopie balisticky emitovaných elektronů - BEES, rastrovací tunelová potenciometre a šumová mikroskopie, kapacitní tunelová mikroskopie, rastrovací tunelový teploměr. Modifikace techniky AFM - rastrovací silové mikroskopie (SFM): mikroskopie magnetických (MFM) a elektrostatických sil (EFM), techniky stejnosměrné a střídavé, kontaktní, semi-kontaktní a nekontaktní, jedno- a víceprůchodové.

2. Fyzikální principy, oblasti použití ve fyzice povrchů a tenkých vrstev, výhody a omezení
Rozlišovací schopnost, mody měření, otázky konstrukce a provozu rastrovacích mikroskopů v blízkém poli, využití ve fyzice povrchů a tenkých vrstev.

3. Srovnání s tradičními technikami elektronových mikroskopií
Srovnání s dalšími technikami - transmisní elektronová mikroskopie (TEM), rastrovací elektronová mikroskopie (SEM), autoemisní mikroskop (FEM), iontový projektor (FIM) a mikroskopie pomalými elektrony (LEEM). Nejnovější modifikace a možnosti mikroskopických technik při studiu povrchů a tenkých vrstev.

Last update: T_KEVF (13.05.2005)