but.committee	prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda) RNDr. Jiří Buršík, CSc. (člen) prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen) Mgr. Eliška Materna Mikmeková, Ph.D., MBA (člen) doc. RNDr. Petr Mikulík, Ph.D. (člen)	cs
but.defence	Prezentovaná práce shrnuje aplikační oblasti qSTEM a qBSE. Dále byla představena metoda využívající pixelový 2D-STEM detektor, jejíž hlavní výhodou je její použití bez nutnosti kalibrace. Práce zahrnuje řadu aplikačních výstupů vyvinutých metod, včetně korelace s CL a EDX signály.	cs
but.jazyk	angličtina (English)
but.program	Fyzikální a materiálové inženýrství	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Krzyžánek, Vladislav	en
dc.contributor.author	Skoupý, Radim	en
dc.contributor.referee	Buršík, Jiří	en
dc.contributor.referee	Shimoni, Eyal	en
dc.date.accessioned	2021-01-05T11:06:56Z
dc.date.available	2021-01-05T11:06:56Z
dc.date.created	2020	cs
dc.description.abstract	Tato práce se zabývá možnostmi kvantitativního zobrazování ve skenovacím (transmisním) elektronovém mikroskopu (S\|T\|EM) společně s jejich korelativní aplikací. Práce začíná popisem metody kvantitativního STEM (qSTEM), kde lze stanovenou lokální tloušťku vzorku dát do spojitosti s ozářenou dávkou, a vytvořit tak studii úbytku hmoty. Tato metoda byla použita při studiu ultratenkých řezů zalévací epoxidové pryskyřice za různých podmínek (stáří, teplota, kontrastování, čištění pomocí plazmy, pokrytí uhlíkem, proud ve svazku). V rámci této části jsou diskutovány a demonstrovány možnosti kalibračního procesu detektoru, nezbytné pozadí Monte Carlo simulací elektronového rozptylu a dosažitelná přesnost metody. Metoda je pak rozšířena pro použití detektoru zpětně odražených elektronů (BSE), kde byla postulována, vyvinuta a testována nová kalibrační technika založená na odrazu primárního svazku na elektronovém zrcadle. Testovací vzorky byly různě tenké vrstvy v tloušťkách mezi 1 až 25 nm. Použití detektoru BSE přináší možnost měřit tloušťku nejen elektronově průhledných vzorků jako v případě qSTEM, ale také tenkých vrstev na substrátech - qBSE. Obě výše uvedené metody (qSTEM a qBSE) jsou založeny na intenzitě zaznamenaného obrazu, a to přináší komplikaci, protože vyžadují správnou kalibraci detektoru, kde jen malý posun úrovně základního signálu způsobí významnou změnu výsledků. Tato nedostatečnost byla překonána v případě qSTEM použitím nejpravděpodobnějšího úhlu rozptylu (zachyceného pixelovaným STEM detektorem), namísto integrální intenzity obrazu zachycené prstencovým segmentem detektoru STEM. Výhodou této metody je její použitelnost i na data, která nebyla předem zamýšlena pro využití qSTEM, protože pro aplikaci metody nejsou potřeba žádné zvláštní předchozí kroky. Nevýhodou je omezený rozsah detekovatelných tlouštěk vzorku způsobený absencí píku v závislosti signálu na úhlu rozptylu. Obecně platí, že oblast s malou tloušťkou je neměřitelná stejně tak jako tloušťka příliš silná (použitelný rozsah je pro latex 185 - 1 000 nm; rozsah je daný geometrií detekce a velikostí pixelů). Navíc jsou v práci prezentovány korelativní aplikace konvenčních a komerčně dostupných kvantitativních technik katodoluminiscence (CL) a rentgenové energiově disperzní spektroskopie (EDX) spolu s vysokorozlišovacími obrazy vytvořenými pomocí sekundárních a prošlých elektronů.	en
dc.description.abstract	This thesis deals with the possibilities of quantitative imaging in scanning (transmission) electron microscope (S\|T\|EM) together with its correlative applications. It starts with quantitative STEM (qSTEM) method description, where estimated local sample thickness can be related to irradiated dose and create a mass-loss study, which was applied on samples of ultrathin epoxy resin sections at variate conditions (age, temperature, staining, plasma cleaning, carbon covering, probe current). The possibilities of the detector calibration process, the necessary background of the Monte Carlo simulations of electron scattering and achievable accuracy of the method are discussed and demonstrated. The method is then extrapolated for the use of back-scattered electron (BSE) detector, where new detector calibration technique, based on primary beam deflection on electron mirror, was postulated, developed and tested on various thin coating layers with thicknesses in range from 1 to 25 nm. The use of BSE detector brings the opportunity to measure the thickness of not only the electron transparent samples as in case of qSTEM, but also thin layers on substrates – qBSE. Both above-mentioned methods (qSTEM and qBSE) are intensity-based. This brings complication in the need of proper calibration, where just a slight drift of base-signal level causes a significant change of the results. This insufficiency was overcome in case of qSTEM by using the most probable scattering angle (captured by pixelated STEM detector) instead of an integral image intensity captured by an annular segment of STEM detector. The advantage of this method is its applicability post-acquisition, where no special previous actions are needed before each imaging session. The disadvantage is the limited range of detectable thicknesses given by the peak creation in signal/scattering-angle dependency. In general, low thickness region is immeasurable as well as those too thick (usable thickness range for latex is 185 - 1,000 nm; given by detection geometry and pixel size). Moreover, multiple applications of conventional and commercially available quantitative techniques of cathodoluminescence (CL) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) are presented in correlation with high-resolution images taken in secondary and transmitted electrons.	cs
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	SKOUPÝ, R. Quantitative Imaging in Scanning Electron Microscope [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.	cs
dc.identifier.other	130053	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/195804
dc.language.iso	en	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	nízkonapěťový STEM	en
dc.subject	SEM	en
dc.subject	kvantitativní zobrazování	en
dc.subject	qSTEM	en
dc.subject	qBSE	en
dc.subject	kalibrace detektoru	en
dc.subject	úbytek hmoty	en
dc.subject	radiační poškození	en
dc.subject	Monte Carlo simulace elektronového rozptylu	en
dc.subject	tloušťka krycí vrstvy	en
dc.subject	kalibrace pomocí elektronového zrcadla	en
dc.subject	pixelovaný STEM detektor	en
dc.subject	4D STEM	en
dc.subject	bezkalibrační qSTEM	en
dc.subject	lokální tloušťka vzorku	en
dc.subject	EDX	en
dc.subject	CL	en
dc.subject	korelativní zobrazování	en
dc.subject	kryo-SEM	en
dc.subject	low-voltage STEM	cs
dc.subject	SEM	cs
dc.subject	quantitative imaging	cs
dc.subject	qSTEM	cs
dc.subject	qBSE	cs
dc.subject	detector calibration	cs
dc.subject	mass-loss	cs
dc.subject	radiation caused damage	cs
dc.subject	Monte Carlo simulation of electron scattering	cs
dc.subject	coating layer thickness	cs
dc.subject	electron mirror calibration	cs
dc.subject	pixelated STEM detector	cs
dc.subject	4D STEM	cs
dc.subject	calibration-less qSTEM	cs
dc.subject	local sample thickness	cs
dc.subject	EDX	cs
dc.subject	CL	cs
dc.subject	correlative imaging	cs
dc.subject	cryo-SEM	cs
dc.title	Quantitative Imaging in Scanning Electron Microscope	en
dc.title.alternative	Quantitative Imaging in Scanning Electron Microscope	cs
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2020-12-17	cs
dcterms.modified	2021-01-04-14:36:28	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta strojního inženýrství	cs
sync.item.dbid	130053	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2021.11.23 00:20:15	en
sync.item.modts	2021.11.22 23:19:27	en
thesis.discipline	Fyzikální a materiálové inženýrství	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav fyzikálního inženýrství	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

Quantitative Imaging in Scanning Electron Microscope

Files

Original bundle

Collections