Generování a aplikace pulzního svazku v elektronovém mikroskopu

Abstract

Elektronové mikroskopy jsou celosvětově využívány jak v průmyslu, tak i v základním výzkumu. Tato diplomová práce popisuje, jak použít malé elektrostatické deflektory pro vysoké časové rozlišení v prozařovacích (TEM) i skenovacích (SEM) elektronových mikroskopech. Zde popsaná metoda pro transmisní mikroskopy je nové řešení využívající efekt "streak" kamery. Tento přístup vyniká svojí jednoduchostí, sub-pikosekundovým časovým rozlišením a flexiblilním časovým rozsahem. Dále ve skenovacích mikroskopech je využit malý elektrostatický deflektor pro tvorbu pulzního elektronového svazku. Tento pulzní svazek se používá pro časové rozlišení pomocí stroboskopického efektu. Pro skenovací mikroskopy tato diplomová práce ukazuje dvě nové metody jak měřit délku elektronových pulzů a taky dvě aplikace časově rozlišené detekce. Jsou to časově rozlišený potenciálový krontrast a časově rozlišené elektrické pole.Electron microscopes are used worldwide both in industry and basic research. This master thesis describes how to use small electrostatic deflectors to provide high time resolution in both transmission (TEM) and scanning (SEM) electron microscopes. The described method for TEM is a new solution utilizing a streak camera effect. This approach stands out for its simplicity, sub-picosecond time resolution, and flexible time range. Next, in SEM, a small electrostatic deflector makes a pulsed electron beam. This pulsed beam is used for time-resolved detection thanks to the stroboscopic effect. For SEM, the thesis demonstrates two new methods how to measure an electron pulse length, and also two applications of time-resolved detection. They are a time-resolved voltage contrast and a time-resolved electric field.