Kvantitatív elektronmikroszkópia = Quantitative transmission electron microscopy

A projekt keretében kvantitatív transzmissziós elektronmikroszkópos módszereket fejlesztettünk, majd e módszerek használhatóságát anyagtudományi problémák megoldása során demonstráltuk. "Imaging plate (IP)" segítségével végzett nagy pontosságú (egy millió szürkeségi fokozatot megkülönböztető) méréseinket használtuk mind a valós térbeli (HRTEM) képi információ, mind pedig a reciprok térbeli diffrakciós információ kisérleti rögzítésére. Új módszert dolgoztunk ki az elektron diffrakciós (ED) ábrák, valamint HRTEM képek kvantitatív feldolgozására nanokristályos vékonyrétegek kvalitatív és kvantitatív fázisanalízise, valamint egyes kristály szemcsék indexelése céljából. A méréseket szerkezeti modellekből számolt mennyiségekkel (HRTEM szimuláció, kinematikus diffrakció) hasonlítottuk össze. Inhomogén, összetett szerkezeti modellek megalkotását (atomi koordináták számítását) is saját fejlesztésű programunk segíti. Módszereinket a következő problémák megoldásánál használtuk: grafén sík-darabokat tartalmazó CNx-szerkezetek kialakulása; félvezetők (Ge, Si) és fémek reakcióinak kezdeti szakaszai; légköri eredetű koromszemcsék és vulkanikus szilikátok felépítése; beágyazottan izolált Co-szemcsék előállítása és fázisszelekciója; SiC poláros tulajdonságainak hatása a növekedésre; Cu/Mg multirétegekben az intermetallikus nukleációjának aszimmetriája. Eredményeinket nemzetközi konferenciákon és iskolákon mutattuk be és 11 referált folyóiratcikkben közöltük (kumulatív impakt faktor 27,24). | We developed quantitative transmission electron microscopy methods within the framework of the project and demonstrated the utility of them in solving problems from materials science. With the help of imaging plates, experimental images from real space (HRTEM) and from reciprocal space (diffraction patterns) were recorded with high accuracy (with one million gray levels). We developed a new method to process both the electron diffraction (ED) patterns and the HRTEM images quantitatively to result in both qualitative and quantitative phase analysis and to index patterns from individual crystal grains. The measured quantities were compared to similar ones (simulated HRTEM images and calculated kinematic diffraction), calculated from structural models. Construction of a structural model for inhomogeneous, complex structures is helped by a computer program also developed in this project. These methods helped us in solving the following problems: development of CNx structures from curved gaphene-sheets; initial stages of reaction between semiconductors (Ge, Si) and metals; structure of airborne soot particles and of volcanic silicates; formation of embedded, isolated Co nanoparticles and the phase selection during their formation; effect of the polarity of SiC on the growth; asymmetry in the nucleation of the intermetallic in Cu/Mg multilayer systems. Or results were presented at international conferences and schools and published in 11 papers in referenced journals (with cumulative impact factor of 27.24)