|
|
Optimal X-ray detection for thin samples in low-energy STEM
Rozbořil, Jakub ; Oral, Martin ; Radlička, Tomáš
In many applications it is desirable to perform energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) on very thin samples at low primary beam energies in a STEM. Thin samples, or lamellae, with the thickness of about 10 nm, are mostly prepared in focused ion beam instruments (FIBs), and they are used to evaluate experiments in the development of thin films and coatings, in the semiconductor industry, and in other applications. EDS then provides a map of different chemical elements or compounds in the sample, obtained by scanning the electron beam in a raster. Often the qualitative composition is known as a limited set of materials and only their distribution on the sample is to be determined. For large batches of samples fast measurements are desired to maximize utilization of expensive equipment. In this study we found a method to minimize the time needed to reliably acquire an elemental map by determining the optimal detector placement and the minimal necessary primary electron dose per pixel.
|
|
|
Elektrostatické vychylovací a korekční systémy
Badin, Viktor ; Oral, Martin (oponent) ; Zlámal, Jakub (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se věnuje prozkoumání možností dynamické korekce vad v elektronové litografii. Pro výpočty byl zvolen elektronový litograf BS600. Práce se zabývá korekcí vad vychýlení třetího řádu: zklenutí pole, astigmatismu a zkreslení. Aberace byly spočteny jak pro současný magnetický vychyolvací systém, tak pro nově navržený elektrostatický deflektor. Vlastnosti a vady obou vychylovacích a korekčních systémů byly porovnány.
|
|
|
Technologie bodového svařování
Oral, Martin
Bakalářská práce popisuje technologii bodového odporového svařování kovů. Úvodem se práce zaměřuje na historický vývoj obecného a odporového svařování, základní charakteristiky a principy svařování. Dále se práce věnuje popisu hlavních částí bodové svářečky, přesněji konstrukci, vlastnostem a funkci při vytváření spojů. Poslední část se zaměřuje na nedostatky této technologie a na metody sloužící ke kontrole kvality a pevnosti svařených částí.
|
|
|
Computations in Charged Particle Optics
Oral, Martin ; Radlička, Tomáš
The design of modern electron microscopes could not be possible without appropriate software tools. With the sub-nanometer resolution in SEM, and the sub-ångström resolution in TEM, one can see that the simulations involved in designing the instruments need to be tremendously accurate. A simulation starts with the computation of the electric and magnetic fields generated by various optical elements. That is followed by determinig the paraxial properties, aberrations and accurate particle trajectories (ray tracing). The distributions of the fields are mostly detemined with the Finite Element Method (FEM), the Boundary Element Method (BEM) or the Finite Difference Method (FDM). As the field data are at the input of all the subsequent calculations, they need to be very accurate, especially in the region close to the optical axis. Current expertise includes a set of rules that need to be applied in generating a FEM or BEM mesh. Advanced field interpolation techniques are necessary for accurate aberration analysis and particle tracing with high-order integration methods. Specialized software has been developped for the use in charged particle optics which aids the user in getting meaningful and accurate results. For instance, the EOD (Electron Optical Design) is a comprehensive package for particle optical sumulations. Field data produced by SIMION and Comsol need a specialized post-processing before their use in accurate ray tracing. Presented will be different methods of computing the optical aberrations, intensity distribution and probe size (resolution) on basic as well as more advanced examples (electron and ion optical columns, deflection systems, ToF spectrometers etc.) that were solved in the EOD and using custom programs.
|
|
|
Fast simulation of ToF spectrometers
Oral, Martin
A fast simulation method was developed for analysis of time-of-flight spectrometers and it has been successfully used to optimize parameters of a real instrument. In the general case, the function of a time-of-flight spectrometer is best modeled using the Monte Carlo method, That involves calculation of a high number of ion trajectories, which is time consuming. We have found a way to reduce the calculation time greatly by introducing a simplification and using pre-computed data independent on the ion mass and charge. The procedure makes it computationally feasible to run iterative optimizations. By comparing the results with those of a realistic simulation on a selected case, we have verified that there is no noticeable influence on the results.
|
|
|
Ray tracing, aberration coefficients and intensity distribution
Oral, Martin
In particle optics paraxial ray tracing (solution of the paraxial trajectory equation) provides the basic imaging properties of an optical system and real ray tracing (solution of the equation of motion with time as the parameter) gives the complete particle paths including all aberrations. While there are methods of computing the aberration coefficients directly, for example by evaluating the aberration integrals, ray tracing can also be used for this purpose.
|
|
|
Programy pro elektronově optický návrh
Lencová, Bohumila ; Oral, Martin
Článek podává stručný přehled výpočetních metod používaných v ÚPT AV ČR pro návrh elektronově optických zařízení. Nové možnosti programového vybavení jsou pak ilustrovány na výpočtech rozložení proudu v rastrovacím elektronovém mikroskopu s nízkou energií a Wienovým filtrem.
|
|
|
Určení přesných trajektorií nabitých částic a vad soustav v částicové optice
Oral, Martin
Článek popisuje postup výpočtu aberačních koeficientů regresí. Podmínkou k výpočtu je dostupnost analytického vyjádření optických vad, které se vyžívá nejen při samotné regresi, ale i následně pro rychlý výpočet poloh částic za optickým systémem, například pro získání profilů svazků. Metoda je ilustrována na výpočtu proudové hustoty ve vychýleném svazku iontů.
|
|
|
Určení přesných trajektorií nabitých částic a vad soustav v částicové optice
Oral, Martin
Práce se má zabývat návrhem dostatečně efektivní metody výpočtu trajektorií v časticově-optických systémech, a to v obecných případech neseřízených optických soustav (s tzv. vadami seřízení). V současné době je vyvinut postup výpočtu v soustavách bez těchto vad seřízení pomocí geometrické aberační teorie 3. řádu a chromatické 1. řádu, přičemž je principiálně možné využít aberačních teorií vyšších řádů (k dosažení vyšší přesnosti). Do výpočtů je tedy třeba ještě zahrnout "neseřízení" optické soustavy. Vedlejším projektem je výpočet profilů svazků částic po zpracování optickou soustavou, ve kterém se využívá výsledků práce na hlavním tématu.
|
|
|
Calculation of the beam profile
Oral, Martin
The beam profile provides local current density distribution of a particle beam. From the known distribution we can optimize the axial position of the specimen in a SEM, understand image aberrations or find optimum function of electron or ion analyzers. Graphical plot of the profile as a function of the z coordinate shows what is happening with the beam when it passes through the optical system. The first attempts of graphical presentationof the beam aberrations and profiles based on aberration theory are discussed in the recent diploma thesis.
|
host ::
RSS.