Программа опережающей профессиональной переподготовки в области метрологического обеспечения измерений размеров в нанодиапазоне (стр. 5 )

Особое внимание уделено эталонам сравнения – материальным носителям единицы длины в этом диапазоне – рельефным мерам. Рассмотрен вопрос метрологической прослеживаемости этих мер, их применение для поверки и калибровки основных средств измерений линейных размеров в нанодиапазоне – просвечивающих и растровых электронных микроскопов, сканирующих зондовых микроскопов. Обсуждаются общие вопросы обеспечения единства измерений в нанотехнологиях, слушателей знакомят с нормативной базой по обеспечению единства измерений линейных размеров в РФ

1.3.2 Программа учебного курса «Измерение размерных параметров методами растровой электронной микроскопии»

1.  Список тем лекционного курса. (Объем лекционного курса - 10 часов)

1.1 Темы лекций базового модуля.

№ лекции	Название/Тезисы
1	Физические основы растровой электронной микроскопии
Формирование изображения. Термоэлектронная эмиссия. Автоэлектронная эмиссия. Процессы взаимодействия электронного зонда с конденсированным веществом. Область взаимодействия электронного зонда с образцом. Вторичная электронная эмиссия. Зависимость коэффициента вторичной эмиссии от атомного номера и локального рельефа поверхности исследуемого образца. Кантен-эффект. Факторы, определяющие контраст изображения.
2	Устройство и работа растрового электронного микроскопа
Общее устройство РЭМ. Источник электронов. Сравнение характеристик различных типов источников электронов. Электронная оптика. Аберрации. Электронная оптика. Диаметр электронного зонда. Глубина фокуса. Сканирующая система. Выбор скорости сканирования. Детектор вторичных электронов типа Эверхарта-Торнли. Полупроводниковый детектор обратнорассеянных электронов.
3	Растровый электронный микроскоп как средство измерений
Хранение единицы длины. Обеспечение прослеживаемости результатов измерений. Эталонные образцы. ГОСТ Р 8.629-2007. Калибровка и поверка РЭМ. ГОСТ Р 8.631-2007. ГОСТ Р 8.636-2007. Понятие эффективного диаметра электронного зонда. Определение границы объекта по профилю видеосигнала. Особенности разработки МИ методом растровой электронной микроскопии. Моделирование РЭМ. Измерение линейных размеров методом дефокусировки электронного зонда. Идеальный метрологический РЭМ.
4	Физические методы исследований, основанные на растровой электронной микроскопии
Методы исследования структуры: электронография, каналирование, дифракция обратнорассеянных электронов (EBSD). Методы локального анализа: спектроскопия характеристических потерь энергии электронами (СХПЭЭ), Оже-электронная спектроскопия (ОЭС), рентгеноспектральный микроанализ (РСМА), катодолюминисцетный микроанализ (КЛМА), метод поглощенного тока.
5	Обзор современных достижений и тенденций
Область применения современных РЭМ. Торможение электронов, использование сверхнизких энергий. Внутрилинзовые детекторы вторичных и обратно-рассеянных электронов. Энергетическая, угловая фильтрации. Электронная «томография». Стереоскопические изображения. Настольные модели РЭМ. Обзор предложений ведущих мировых производителей: JEOL, Hitachi, FEI, Zeiss.

1.2. Темы практических занятий по модулю «Методы растровой электронной микроскопии для измерения размерных параметров тонких пленок, многослойных гетероструктурных пленок, чипов на их основе и других элементов микросистемной техники». (Объем модуля - 12 часов)

1	Практические приемы работы на растровом электронном микроскопе
Юстировка электронной оптики. Фокусировка и коррекция астигматизма. Выбор ускоряющего напряжения для исследования морфологии тонких плёнок. Выбор скорости сканирования. Зависимость эффективного диаметра электронного зонда от тока первичного пучка электронов. Способы продление времени жизни катодов – источников электронов.
2	Калибровка растрового электронного микроскопа
Эталонные образцы с трапециевидным профилем - ГОСТ Р 8.629-2007. Мера МШПС 2.0К. Особенности проведения калибровки РЭМ согласно ГОСТ Р 8.636-2007. Обработка получаемого изображения и параметризация профиля видеосигнала. Альтернативные эталонные образцы: преимущества и недостатки. Перспективные разработки в области создания эталонов длины для калибровки РЭМ.
3	Влияние электронного зонда на образец
Зарядка исследуемых образцов. Повышение коэффициента вторичной эмиссии. Напыление проводящих покрытий. Исследования в режиме низкого вакуума. Осаждение углеводородов из остаточных газов рабочей камеры – явление контаминации. Способы борьбы с контаминацией. Нагрев и разрушение нанообъектов под действием электронного пучка.
4	Пробоподготовка и исследование тонких плёнок и гетероструктур
Исследуемые и измеряемые параметры тонких плёнок и гетероструктур. Пробоподготовка для измерения толщины: приготовление сколов, использование фокусированного ионного пучка, напыление маскирующего слоя для повышения контраста. Особенности МИ параметров тонких плёнок.

1.3. Темы практических занятий по модулю «Методы растровой электронной микроскопии для измерения размерных параметров наночастиц, нанотрубок, нанопорошков и ансамблей нанообъектов». (Объем модуля - 12 часов)

1	Практические приемы работы на растровом электронном микроскопе
Юстировка электронной оптики. Фокусировка и коррекция астигматизма. Выбор ускоряющего напряжения для исследования нанообъектов. Выбор скорости сканирования. Зависимость эффективного диаметра электронного зонда от тока первичного пучка электронов. Способы продление времени жизни катодов – источников электронов.
2	Калибровка растрового электронного микроскопа
Эталонные образцы с трапециевидным профилем - ГОСТ Р 8.629-2007. Мера МШПС 2.0К. Особенности проведения калибровки РЭМ согласно ГОСТ Р 8.636-2007. Обработка получаемого изображения и параметризация профиля видеосигнала. Альтернативные эталонные образцы: преимущества и недостатки. Перспективные разработки в области создания эталонов длины для калибровки РЭМ.
3	Влияние электронного зонда на образец
Зарядка исследуемых образцов. Повышение коэффициента вторичной эмиссии. Напыление проводящих покрытий. Исследования в режиме низкого вакуума. Осаждение углеводородов из остаточных газов рабочей камеры – явление контаминации. Способы борьбы с контаминацией. Нагрев и разрушение нанообъектов под действием электронного пучка.
4	Пробоподготовка и исследование нанообъектов
Исследуемые и измеряемые параметры нанообъектов. Пробоподготовка нанообъектов: диспергирование, химическая активация подложки и иммобилизация нанообъектов. Особенности МИ параметров нанообъектов. Эффекты близости: влияние плотности расположения объектов на интенсивность сигнала.

1.4. Темы практических занятий по модулю «Методы растровой электронной микроскопии для измерения размерных параметров нанокомпозитов, объемных наноструктурированных объектов, пористых наноматериалов» (Объем модуля - 8 часов)

1	Практические приемы работы на растровом электронном микроскопе
Юстировка электронной оптики. Фокусировка и коррекция астигматизма. Выбор ускоряющего напряжения для исследования нанокомпозитов. Выбор скорости сканирования. Зависимость эффективного диаметра электронного зонда от тока первичного пучка электронов. Способы продление времени жизни катодов – источников электронов.
2	Калибровка растрового электронного микроскопа
Эталонные образцы с трапециевидным профилем - ГОСТ Р 8.629-2007. Мера МШПС 2.0К. Особенности проведения калибровки РЭМ согласно ГОСТ Р 8.636-2007. Обработка получаемого изображения и параметризация профиля видеосигнала. Альтернативные эталонные образцы: преимущества и недостатки. Перспективные разработки в области создания эталонов длины для калибровки РЭМ.
3	Влияние электронного зонда на образец
Зарядка исследуемых образцов. Повышение коэффициента вторичной эмиссии. Напыление проводящих покрытий. Исследования в режиме низкого вакуума. Осаждение углеводородов из остаточных газов рабочей камеры – явление контаминации. Способы борьбы с контаминацией. Нагрев и разрушение нанообъектов под действием электронного пучка.
4	Пробоподготовка и исследование нанокомпозитов
Исследуемые и измеряемые параметры нанокомпозитов, объемных наноструктурированных объектов и пористых наноматериалов. Пробоподготовка: приготовление сколов, использование фокусированного ионного пучка, напыление маскирующего слоя для повышения контраста. Особенности МИ параметров нанокомпозитов, объемных наноструктурированных объектов и пористых наноматериалов. Эффекты близости: влияние плотности расположения объектов на интенсивность сигнала.

1.5. Темы практических занятий по модулю «Методы растровой электронной микроскопии для измерения размерных параметров наноструктурированных покрытий». (Объем модуля - 12 часов)

1	Практические приемы работы на растровом электронном микроскопе
Юстировка электронной оптики. Фокусировка и коррекция астигматизма. Выбор ускоряющего напряжения для исследования наноструктурированных покрытий. Выбор скорости сканирования. Зависимость эффективного диаметра электронного зонда от тока первичного пучка электронов. Способы продление времени жизни катодов – источников электронов.
2	Калибровка растрового электронного микроскопа
Эталонные образцы с трапециевидным профилем - ГОСТ Р 8.629-2007. Мера МШПС 2.0К. Особенности проведения калибровки РЭМ согласно ГОСТ Р 8.636-2007. Обработка получаемого изображения и параметризация профиля видеосигнала. Альтернативные эталонные образцы: преимущества и недостатки. Перспективные разработки в области создания эталонов длины для калибровки РЭМ.
3	Влияние электронного зонда на образец
Зарядка исследуемых образцов. Повышение коэффициента вторичной эмиссии. Напыление проводящих покрытий. Исследования в режиме низкого вакуума. Осаждение углеводородов из остаточных газов рабочей камеры – явление контаминации. Способы борьбы с контаминацией. Нагрев и разрушение нанообъектов под действием электронного пучка.
4	Пробоподготовка и исследование наноструктурированных покрытий
Исследуемые и измеряемые параметры наноструктурированных покрытий. Пробоподготовка для измерения толщины покрытий: приготовление сколов, использование фокусированного ионного пучка, напыление маскирующего слоя для повышения контраста. Особенности МИ параметров наноструктурированных покрытий.

2.  Краткое описание актуальности заявленных тем.