Metody chrakteryzacji nanomateriałów cz.1 i cz. 2 Field of study: Micro and Nanotechnology
Programme code: 03-S1MN19.2019

W ramach wykładów przedstawione zostaną następujące zagadnienia: Część I - Metody obrazowania struktury nanomateriałów 1. Metody rentgenowskie – analiza dyfraktogramów - wielkości nanokrystalitów, makronaprężeń oraz mikro- i makroodkształceń (XRD), badanie periodyczności i grubości warstw w strukturach wielowarstwowych, rozkładu wielkości nanocząstek oraz tekstury. Wykorzystanie dyfrkacji rentgenowskiej XRD, reflektometrii rentgenowskiej XRR oraz małokątowego rozpraszania promieniowania rentgenowskiego SAXS. 2. Metody spektroskopowe - analiza składu chemicznego przekroju cienkich warstw w połączeniu z technikami rozpylania jonowego. Wykorzystane metody charakteryzacji: spektrometria mas jonów wtórnych SIMS, fotoemisja rentgenowska XPS, spektroskopia elektronów Augera AES 3. Techniki tomograficzne – mikrotomografia komputerowa APT (atom probe tomography)jako odwzorowanie trójwymiarowej mikrostruktury 4. Mikroskopia elektronowa – wizualizacja struktury, powierzchni i rozmiarów nanomateriałów z wykorzystaniem technik: skaningowej mikroskopii elektronowej SEM, transmisyjnej mikroskopii elektronowej TEM oraz skaningowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej STEM. Preparaktyka nanomateriałów np. za pomocą metody FIB (focus ion beam). 5. Mikroskopia sond skanujących i mikroskopia sił atomowych – wizualizacja topografii i badanie włąsciwości fizykochemicznych nanomanteriałów 6. Pomiary właściwości mechanicznych - pomiar nanotwardości. Część II – Opis ilościowy struktury nanomateriałów 1. Metody opisu kształtu i pomiary wielkości nanomateriałów a. Parametry lokalne i globalne b. Parametry opisujące wielkość i kształt c. Analiza obrazu i wyznaczanie wielkości parametrów – analiza liczby obiektów, analiza wielkości (rozmiaru) obiektów, analiza udziału objętościowego obiektów, analiza kształtu obiektów, analiza sposobu rozmieszczenia obiektów 2. Pomiar rozkładu wielkości nanomateriałów/nanocząstek metodą rozpraszania światła laserowego 3. Pomiar rozmiaru krystalitów metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego – metoda metoda Scherrera, metoda Williamsona–Halla 4. Badanie rozkładu wielkości nanokrystalitów metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego - analiza kształtu piku dyfrakcyjnego, ograniczenia metody, oszacowanie i redukcja błędów pomiarowych 5. Pomiar stabilności koloidów i zawiesin nanocząstek. W ramach zajęć laboratoryjnych wykonywane będą ćwiczenia mające na celu zapoznanie studentów z wybranymi technikami charakteryzacji nanomateriałów. Student na podstawie wiedzy uzyskanej na wykładzie oraz samodzielnej pracy będzie w stanie wyznaczyć podstawowe parametry struktury i mikrostruktury zbadanych nanomateriałów.

Podstawowa wiedza z zakresu podstaw fizyki. Podstawowa wiedza z zakresu podstaw fizyki ciała stałego, krystalografii Podstawowa wiedza z zakresu nanotechnologii.

1. K. Kurzydłowski i M. Lewandowska "Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011. 2. R.W. Kelsall, I.W. Hamley, M. Geoghegan, Nanotechnologie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008. 3. K.Kurzydłowski, M. Lewandowska, W. Łojkowski, “Świat nanocząstek” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2016. 4. Nanocharacterisation (A.I. Kirkland, J.L. Hutchison, Eds.), The Royal Society of Chemistry, UK 2007. 5. Springer Handbook of Nanotechnology (B. Bhushan Ed.), Springer Science+Business Media, Inc. 2007,