Skenovací elektronový mikroskop Jeol JSM 5500-LV/ EDX disperzní mikroanalyzátor- IXRF System (detektor GRESHAM Sirius 10, Japonsko)
Nedestruktivní rentgenová mikroanalýza může být prováděna na vzorcích o objemech v řádu mm3. Průměr analyzované oblasti lze nastavit od 0.05mm do 3 mm. Pomocí užitého detektoru lze analyzovat prvky s atomovými čísly 5 - 92, tj. od bóru až po uran.
Povrchová charakterizace vodivých i nevodivých materiálů (JEOL) s rozlišením až 4 nm. Zvětšení 18 - 300 000x (136 kroků), pozorování ve zpětně odražených elektronech (rozlišení různých fází či nehomogenit). Možnost práce v nízkém vakuu 1-270 Pa (možnost pozorování nevodivých vzorků bez nutnosti jejich pokovení).
Zodpovědný pracovník:
Ing. Zuzana Zmrhalová, Ph.D. (zuzana.zmrhalova@upce.cz )
Ing. Jan Smolík, Ph.D. ( jan.smolik@upce.cz )
Telefon: 46 603 6151
Optický mikroskop Olympus BX 60, je možno použít v transmisním i reflexním modu s maximálním zvětšením 500 x. Mikroskop je vybaven polarizátorem a Nomarského technikou. Je doplněn CCD kamerou a fotoaparátem a přímo spojeným s počítačem. Optický stolek, je možno nahradit teplotním stolkem Linkam.
Zodpovědný pracovník:
doc. Ing. Eva Čenošková, CSc. (eva.cernoskova@upce.cz)
Telefon: 46 603 6154
- Diferenciální skenovací kalorimetrie (heat flow), Mettler DSC 13E, oboru teplot 25 - 400 °C a rychlostí ohřevu 1 - 20 K/min s možností pracovat v různých typech atmosfér. Měření je prováděno v hliníkových kelímcích. Navážky se pohybují kolem 10 mg. Stanovení teploty fázových transformací, teplot skelného přechodu a velikosti odpovídajících entalpických změn.
- Diferenciální skenovací kalorimetrie (power compensated), Diamond DSC PE, v oboru teplot -70 -600 °C s rychlostí ohřevu 1- 50 K/min. Měření je prováděno v hliníkových kelímcích. Navážky od 1 mg. Vybaven technikou StepScan DSC umožňující oddělení pomalých a rychlých dějů a přímého měření teplotní závislosti tepelné kapacity a rovněž stanovení teploty fázových transformací, teplot skelného přechodu a velikosti odpovídajících entalpických změn.
- Diferenciální termická analýza (DTA), DTA-RMI 03, v oboru teplot 25-850 °C a rychlostí ohřevu 1 - 50 °C/min. Měření je prováděno v evakuovaných zatavených křemenných ampulkách. Navážky se pohybují kolem 50 mg. Metoda vhodná zejména pro stanovení teplot krystalizace a tání.
Zodpovědný pracovník:
doc. Ing. Eva Čenošková, CSc. (eva.cernoskova@upce.cz)
Telefon: 46 603 6154
Termomechanický analyzátor (TMA CX 03R, R.M.I., Česká republika) umožňující měřit v rozsahu teplot od teploty okolí až po 800 °C rychlostmi ohřevu v rozmezí 0.1 až 20 °C/min. V závislosti na typu měření lze měřit vzorky o průměru až 6 mm a výšce až 16 mm. Rozsah používaných přítlačných sil působících na vzorek je až do 1000 mN s krokem 1 mN.
Prováděná měření:
- Měření viskozity tzv. penetrační metodou (vzorky s výškou cca 1-2 mm)
- Měření fotoindukovaných změn viskózního toku tzv. penetrační metodou (speciální indentor umožňující použití laserů během měření penetrační metodou) - dostupné kontinuální lasery (λ = 405, 450, 532, 650 a 808 nm s typickým optickým výkonem do 120 mW)
- Měření dilatometrických křivek (určení teploty skelného přechodu, dilatační teploty měknutí a koeficientů teplotní roztažnosti), lze také v režimu s osvitem
- Určení teploty tání a koeficientu teplotní roztažnosti kovů či slitin
Zodpovědný pracovník:
Ing. Zuzana Zmrhalová, Ph.D. (zuzana.zmrhalova@upce.cz )
Telefon: 46 603 6151, 46 603 7446
Přístrojové vybavení:
Optická lavice vybavená škálou různých optických členů umožňující přímý zápis do materiálů (typicky skla absorbující ve viditelné a blízké infračervené oblasti, polymery v UV oblasti) vedoucí k modifikaci jejich vlastností v závislosti na typu materiálu. Zápisy lze provádět nezaostřeným zářením (průměr paprsku 5 mm) s intenzitou od stovek mW/cm2 až po jednotky W/cm2 či zářením zaostřeným (průměr paprsku 50-200 µm) s intenzitou až jednotky kW/cm2. K dispozici jsou následující zdroje záření – UV lampa LC8, Hamamatsu, Japonsko – hlavní emise na λ = 310 a 360 nm a kontinuální pevnolátkové diodou buzené lasery (λ = 405, 447, 473, 532, 650, 785 a 808 nm s optickým výkonem dle daného typu od 100 po 450 mW).
- Studium fotoindukovaných změn amorfních materiálů (tenké filmy, objemové vzorky) nezaostřeným zářením (zejména změna optických vlastností – např. foto-světlání, foto-tmavnutí, dále pak fotoindukované reakce v pevné fázi na tenkých chalkogenidových filmech apod.)
- Studium kinetiky polymerace různých polymerních materiálů působením UV záření
- Studium fotoindukovaných změn amorfních materiálů zaostřeným zářením – tvorba pasivních optických členů (mikročočky, mikrokrátery, vlnovody)
- Studium rozsahu i kinetiky foto-aktivity nanočástic rozkladem barviv (typicky působením UV záření na TiO2 nanočástice se sleduje rozklad rhodaminu B či methylenové modři).
Zodpovědný pracovník:
Ing. Petr Knotek, Ph.D. (petr.knotek@upce.cz)
Ing. Petr Kutálek, Ph.D. (petr.kutalek@upce.cz)
Telefon: 46 603 7424, 46 603 6155
Spin Coater Laurell WS-650Hzb-23NPPB-UD-3 (Laurell Technologies)
Spin coating je široce rozšířená a vysoce reprodukovatelná technologie nanášení tenkých uniformních vrstev anorganických, organických i směsných materiálů na ploché substráty. Malé množství materiálu rozpuštěné ve vhodném rozpouštědle je naneseno na střed horizontálně uchyceného substrátu. Odstředivé síly vzniklé rotací substrátu (až tisíce otáček za minutu) pak způsobí, že se materiál rovnoměrně roztáhne po povrchu substrátu a vytvoří tenkou vrstvu. Tloušťka deponované vrstvy je ovlivněna řadou parametrů jako je akcelerace rychlosti otáčení, rychlost otáčení, těkavost rozpouštědla, viskozita a koncentrace deponovaného materiálu.
Parametry přístroje:
Maximální velikost substrátu: průměr 150 mm, nebo čtverec cca 125 mm, adaptéry pro menší velikosti substrátů
Rychlost otáčení: 0-12 000 ot/min
Možnost vytvoření programu nanášení s až 51 kroky, SPIN 3000 software
UD-3 Universal Dispenser pro automatické dávkování roztoku
Zodpovědný pracovník:
Ing. Klára Melánová, Ph.D. (klara.melanova@upce.cz)
Telefon: 46 603 6146
FT-IR spektrofotometr Nicolet NEXUS (FAR - NEAR IR) a optický kryostat OptistatCF-V
Možnost měření propustnosti (samonosné vzorky, KBr resp. nujol), zrcadlové a difuzní reflektivity (směs v KBr, PE resp. obrus na SiC discích) materiálů v infračervené oblasti spektra (od 50 cm-1 do 6000 cm-1 - tj. FAR, MID a NEAR-IČ) s využitím FT-IR spektrofotometru Nicolet Nexus (Thermo Fisher Scientific, USA). Možnost měření teplotní závislosti optické propustnosti na He-kryostatu (OptistatCF-V, Oxford instruments, UK). Standardně -195 °C do +200 °C. Lze měřit i od kapalného helia (reálně -265 °C). Zpracování a interpretace spekter (určování některých materiálových parametrů, možnost kvantitativní analýzy).
Zodpovědný pracovník:
Ing. Petr Kutálek, Ph.D. (petr.kutalek@upce.cz)
Telefon: 46 603 6155
Měření transmise a reflektivity s využitím modulárního přístroje Cintra 2020 (GBC Scientific equipment, Australia) v oblasti vlnových délek 190-1200 nm (resp. 200-800 nm) s vysokou přesností 0.01 nm a reprodukovatelností 0.02 nm. Možnost měřit s volitelnou šířkou štěrbiny v rozsahu 0.5 až 3 nm a rychlostí skenování až 10 000 nm/min.. Je možno také využít modul peristaltické pumpy pro průtočnou kyvetu, kde je minimalizována délka hadiček mezi pumpou a průtočnou kyvetou, jenž je součástí přístroje.
Zodpovědný pracovník:
Ing. Petr Kutálek, Ph.D. (petr.kutalek@upce.cz)
Telefon: 46 603 6155
SPM (Scanning Probe Microscopy) mikroskop Solver PRO-M firmy NT-MDT (Russia)
Vysoce pokročilý a modulární mikroskop s plně digitálním kontrolérem P9 určený pro charakterizaci povrchu vzorků umožňuje zobrazovat prostou topografii, mapovat mechanické, elektrické a magnetické vlastnosti apod. se dvěma typy skenerů:
1. Skener pro skenování sondou vybavený nízkošumovými kapacitními senzory pro přesné snímaní polohy skenujícího hrotu.
- Rozsah 100x100 mikrometrů vodorovně a 10 mikrometrů svisle
- Velikost vzorků je až 100x20 mm, případně neomezená pokud se pro měření použije samotná hlava bez příslušenství pro přiblížení vzorku.
2. Skener pro skenování vzorkem
- Rozsah 3x3 mikrometrů vodorovně a 2.6 mikrometrů svisle
- Velikost vzorků je až 40x10 mm a 12x12x2 mm pro měření v kapalině.
Přístroj umožňuje měření v AFM módu - nevodivé vzorky (kontaktní/semikontaktní/ nekontaktní mód) a také v STM módu díky přídavné STM hlavě - vodivé vzorky. Lze také pokročilou litografii. K dispozici je také cela pro měření v kapalinách vhodná zejména pro biologické vzorky či materiály na vzduchu degradující v konfiguraci skenování vzorkem 3x3 mikrometrů vodorovně a 2.6 mikrometrů svisle. Unikátním příslušenstvím je sada pro měření Atomic Force Acoustic Microscpopy umožňující získat informace o mechanických vlastnostech měřených vzorků (Youngův modul pružnosti) s vysokým rozlišením. Metoda vyniká vysokým fázovým kontrastem (detekce jednotlivých fází v multikomponentních materiálech nebo fázové separace materiálu) a je přitom méně destruktivní než metoda nanoindentace.
Pro manipulaci se vzorky a nalezení skenovaných objektů je mikroskop vybaven optickým mikroskopem se CMOS kamerou (Dino lite, Netherlands) s vysokým rozlišením 1.3 Megapixel a manuálním kontinuálním zoomem 85x až 1050x.
Seznam měřících technik:
Mikroskopie:
1. Na vzduchu:
- Rastrovací tunelová mikroskopie (STM) - Tunelová mikroskopie pracuje na principu tunelového jevu: jsou-li dva vodivé materiály v dostatečné blízkosti (ale ne v kontaktu), existuje nenulová pravděpodobnost, že elektrony projdou z jednoho materiálu do druhého, protéká tzv. tunelový proud. Velikost tunelového proudu silně (exponenciálně) závisí na vzdálenosti a také na vloženém napětí. Lze měřit až s atomárním rozlišení.
- Mikroskopie atomových sil (AFM) - (kontaktní, bezkontaktní, semi-kontaktní (příklepový) mód)
- Mikroskopie laterálních sil (LFM) - pracuje v kontaktním režimu a využívá atomárních sil působících na hrot. Při rastrování se nesnímá prohnutí raménka, ale jeho zkroucení působením sil rovnoběžných s rovinou povrchu vzorku. Obrázky získané touto metodou prezentují změnu trecí síly mezi hrotem a povrchem. Její velikost závisí na materiálových vlastnostech povrchu a jeho mikro–drsnosti.
- Phase Imaging mode/ Force Modulation mode/Adhesion Force Imaging
- DC&AC Mikroskopie detekující magnetické síly (MFM) - zobrazuje prostorové rozložení magnetických polí na povrchu vzorku. Mikroskop pracuje v bezkontaktním módu, kde posuv rezonanční frekvence způsobuje lokální magnetická síla (vzdálenost mezi feromagneticky povrstveným a zmagnetovaným hrotem a povrchem vzorku musí být taková, aby atomární síly působící na hrot byly menší než působící síly magnetické). Výsledný obrázek je kombinací informací o topografii vzorku a jeho magnetických vlastnostech.
- DC&AC Electrostatic Force Microscopy (EFM)
- Scanning Capacitance Microscopy (SCM)
- Kelvin ProbeMicroscopy (KPM)
- Spreading Resistance Imaging (SRI)
- Atomic Force Acoustic Microscopy (AFAM)
- Piezoresponse Force Microscopy (PFM)
2. V kapalině:
- Atomic Force Microscopy (AFM)(contact +semicontact + noncontact)
- Lateral Force Microscopy(LFM)
- Phase Imaging mode/ Force Modulation mode/Adhesion Force Imaging
Spektroskopie:
- AFM (force_volume imaging, amplitude_distance, phase_distance curves)
- STM (I(z), I(V))
- PLocal Barrier Height (LBH)
- Local Density of States (LDOS)
Litografie:
1. Na vzduchu:
- AFM (Force (scratching + dynamic plowing) and Current (DC&AC )
- Skenovací tunelovací mikroskopie (STM))
2. V kapalině:
- AFM (scratching + dynamic plowing)
Zodpovědný pracovník:
Ing. Petr Knotek, Ph.D. (petr.knotek@upce.cz)
Ing. Petr Kutálek, Ph.D. (petr.kutalek@upce.cz)
Telefon: 46 603 7424, 46 603 6155
Přístroj AUTOLAB PGSTAT 12 s moduly FRA 2 a ECD slouží ke stanovení vodivosti pevných látek – iontových a směsných elektronově-iontových vodičů – pomocí impedanční spektroskopie. Přístroj je doplněný modulem ECD pro měření nízkých proudů (minimální rozsah 100 pA s rozlišením 0,3 fA). Měření ve frekvenčním rozsahu 10microHz - 1 MHz s maximální amplitudou signálu 0.35 V. Vedle impedanční spektroskopie je PGSTAT 12 vhodný i k měření vodivosti ve stejnosměrném poli, především metodou potenciostatické chronoamperometrie, a k voltametrickým měřením. Měření je prováděno v sondě, která umožňuje měřit pevné vzorky o tloušťce do 5 mm a šířce (průměru) do 10 mm v atmosféře s definovanou relativní vlhkostí. V současné době je možno měřit vzorky v teplotním rozsahu 25 až 100 °C .
Zodpovědný pracovník: Ing. Tomáš Plecháček, Ph.D.
Telefon: 46 603 6149
Přístroj LSR-3 (Linseis, Německo) umožňuje charakterizaci objemových vzorků termoelektrických materiálů souběžným měřením relativního Seebeckova koeficientu (kvazistatickou DC metodou – měření při jednom zvoleném gradientu během lineárního ohřevu) a měrného elektrického odporu (čtyřbodovou metodou). Obslužný software následně vypočítá hodnotu absolutního Seebeckova koeficientu a výkonového faktoru. Měření probíhá v heliové atmosféře v rozsahu teplot 35 až max. 900 °C. Vzorky jsou tvaru válce nebo kvádru délky 8 až 20 mm s průměrem či délkou hrany podstavy 2 až 4 mm. Lze měřit pouze vzorky, které v požadovaném intervalu teplot nereagující s platinou.
Zodpovědný pracovník: Ing. Tomáš Plecháček, Ph.D.
Telefon: 46 603 6149
