diplomová práce

Vady seřízení hexapólového korektoru sférické vady, jejich analýza a korekce

Text práce 1.92 MB

Autor práce: Ing. Jan Sopoušek

Ak. rok: 2016/2017

Vedoucí: Mgr. Tomáš Radlička, Ph.D.

Oponent: prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc.

Abstrakt:

Jednou z možností korekce sférické vady v elektronové mikroskopii je hexapólový korektor. Ačkoliv samotný princip korekce je poměrně dobře v literatuře popsán, jen relativně málo je věnováno samotnému seřízení hexapólového korektoru, jež je stěžejní pro správnou funkčnost.
Práce je věnována analytickému rozboru vad seřízení a jejich vlivu na rozlišení obrazu za použití metody eikonálu a aberačních integrálů. Je ukázáno, že nejdůležitější roli v parazitických aberací hrají výchylky a náklon hexapólů. V závěru je pak popsáno, jakým způsobem je třeba hexapólový korektor seřídit pro odstranění parazitických vad.

Klíčová slova:

Elektronová mikroskopie, Aberace, Hexapólový korektor

Termín obhajoby

21.6.2017

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (M2A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (M-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Eduard Schmidt, CSc. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Diplomová práce pojednává o problematice seřízení hexapólového korektoru sférické vady v elektronových mikroskopech. Zahrnuje teoretický popis elektronově optických systémů – vhodný popis pole, paraxiálních vlastností i aberací. Pro popis aberací si autor vybral metodu eikonálu, která je v tomto oboru nejpoužívanější. Zavedené metody pak používá pro výpočet optických vlastností standardního hexapólového korektoru, a to jak základních vlastností neporušeného korektoru, tak analýze vlivu špatného seřízení korektoru. Autor se omezuje na vliv nepřesného sestavení jednotlivých prvků korektoru (mimo osová poloha, náklon a případná rotace hexapólu) a elipticitu čoček. Metodu je však možné použít i na jiné druhy parazitických aberací, které v práci analyzované nejsou.  Autor dobře popsal vliv symetrie v korektoru a jeho použití při korekci parazitických aberací. Krátce byla také diskutována metoda korekce jednotlivých parazitických aberací a požadovaná přesnost jejich korekce pro zachování co nejlepšího rozlišení systému. Grafická úprava diplomové práce je na vysoké úrovni, bohužel jsou ale nepřehlédnutelné některé kostrbaté větné konstrukce a chyby v anglickém textu.

Autor v práci prokázal samostatnost při řešení dílčích problémů, ale také při zpracování tématu jako celku. Vhodně a zcela samostatně si zvolil nástroje a metody, které použil při řešení. Diplomová práce samozřejmě nemůže sloužit jako návod pro korekci systému s hexapólovým korektorem, ale může být dobrým základem, pro případné řešení takovéhoto problému v praxi. Hlavním nedostatkem při zpracování tématu byla práce s odbornou literaturou. Studiu vlivu parazitických aberací na hexapólový korektor se sice doposud nevěnovalo mnoho pozornosti, ale  popis základních vlastností  systému s korektorem a výpočtu jeho vlastností je součástí několika publikací. Autor však preferuje najití vlastní cesty, která je mnohdy paralelní k už zavedeným postupům. To se mimo jiné projevuje ve zcela originální notaci aberačních koeficientů, což bohužel mírně snižuje použitelnost výsledků této práce pro širší odbornou veřejnost.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací C
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: B

Diplomová práce se zabývá analýzou vad seřízení hexapólového korektoru vad. Tento typ korektoru je velmi důležitý pro dosažení rozlišení mikroskopu pod 100 pm, případně pro práci s vyšší hodnotou proudu. Byla zvolena vhodná metoda výpočtu vad založená na eikonálu, který dovoluje snadnější diskusi požadavků symetrie a antisymetrie polí. V diskusi o korektoru se diplomant ale vyhýbá často uvažovanému problému s chováním celého systému včetně přenosových čoček, diskutuje jen samotné hexapóly a dvojici čoček mezi nimi. Uvažuje také tyto prvky zjednodušeně, a to hexapól s konstantní velikostí pole, a obě čočky pak jen jako čočky tenké. Také se vyhýbá diskusi, pro jaké typy mikroskopů (TEM, STEM) se uvažuje použití korektoru.
Práce je psána v angličtině s řadou chyb v pravopisu, vynechané určité a neurčité členy, nesprávné předložkové vazby, častá chybná shoda podmětu s přísudkem. Naštěstí tyto chyby nebrání pochopení textu. Pokud jde o styl, rušivé je nepoužívání interpunkce ve vzorcích, po kterých zpravidla následuje „Where…“ s velkým počátečním písmenem.
Lze konstatovat, že student se se složitou problematikou dokázal úspěšně poprat, analýza vad seřízení je zpracována přehledně. Vady seřízení jsou ilustrovány vhodnými obrázky. Vady a rozlišení jsou spočteny pro jednu numerickou hodnotu Cs=Cc=2,5 mm. Není diskutován rozdíl v použití korektoru v TEM a STEM systému a použití realistických polí pro určení vlastností korektoru.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B

Známka navržená oponentem: A