Projekt megnevezése: Transzmissziós elektronmikroszkópban végzett kísérletek filmanyagának archiválása (TEMFA)

Támogató: Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Hivatal

Kedvezményezett: Energiatudományi Kutatóközpont

Projekt azonosító: ED_18-1-2018-0006

Konzorciumvezető/Témavezető: Dr. Pécz Béla

A projekt támogatásának összege: 1 505 300Ft

Támogatásintenzitás: 100%
Futamidő: 2018.05.01-2019.10.31

Friss! előadás PDF beágyazott videóval LINK

NEW: Á. Barna et al.: 50 years anniversary of in situ TEM thin film experiments

A projekt rövid leírása:

Az Energiatudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai Intézetének (EK MFA) egyik jogelődjében a Műszaki Fizikai Kutató Intézetben, Pócza Jenő vezetésével Barna Árpád és Barna B. Péter az 1960-as évek elején a vékonyréteg-kutatásnak egy máig egyedülálló, az anyagtudomány koncepcióját, azaz egységben vizsgálni és értelmezni az előállítás paraméterei, a szerkezet kialakulásának folyamatát, az anyagszerkezet és a fizikai tulajdonságok közötti összefüggést, megvalósító kísérleti módszerét dolgozta ki. Az anyagok előállítását,  a szerkezet kialakulását és azok változását hőkezelés hatására  transzmissziós elektronmikroszkópban vizsgálták és rögzítették

Az 1963 és 1984 között végzett több mint 300 kísérlet egy részében a szerkezet kialakulásának, átalakulásának folyamatait elektronnyalábbal exponált mozgófilm felvételeken is rögzítették 16mm-es filmre. A munka során kísérleti naplókban rögzített 310 kísérletet végezetek, ezek közül 154 esetben a szerkezet kialakulásának folyamatai 16 mm-es celluloid mozifilmen (40 db. orsón tárolt részlet, közel 3000 m) kerültek rögzítésre. Ez a filmanyag a világban máig az egyedüli, amely a mai csúcstechnológiák alapját képező nanoszerkezetek atomonkénti kondenzációval történő kialakulásának folyamatait közvetlenül mutatja, s teszi részleteiben is tanulmányozhatóvá. Az eredmények annak idején számos tudományos dolgozatban, közleményben, disszertációban, meghívott összefoglaló és plenáris előadásokban (mintegy 80) jelentek meg, s azóta is felhasználásra kerülnek tudományos dolgozatokban, disszertációkban s a szerzőktől elkért részleteket a világ számos egyetemén és tanfolyamain oktatási anyagként használják

A nemzetközi szinten is ritka anyag digitalizálása, katalogizálása, feliratozása, majd oktatási és kutatási célú ismeretterjesztő anyagok készítése volt a TEMFA projekt célja.

A projekt célkitűzése volt a meglévő kísérleti és eredeti filmanyag tartalmának feltárása, katalogizálása, az érdemi rész digitalizálása, a meghatározó alapfolyamatok kiválasztása és a Thin Solid Films folyóiratba kért összefoglaló közleményben történő felhasználáshoz alkalmas formába rendezése, szerkesztése és tárolása.  A projekt keretében ez történt meg úgy, hogy az eredeti filmanyaggal együtt további feldolgozásra alkalmas digitalizált formában megőrzésre, archiválásra kerülhet, tervek szerint az MTA kézirattárában. A munka főbb lépései voltak:

• A 40 különálló részletben tárolt, hozzávetőlegesen 3000 m 16 mm-es filmanyag rendezése, anyagrendszerek szerinti csoportosításban (In, Al, Bi, Sb, Au, a-Ge), az eredeti negatívok és a korábban bemutatásra készített filmösszeállítások leltározása.
• A negatív és pozitív filmanyag előzetes átnézése és válogatása során archiválásra alkalmas és érdemes kb. 2500 m hosszú filmanyag laboratóriumi munkálatait az MTA EK MFA szakmai irányítása mellett a Keskenyfilm Kft végezete. Ennek folyamán megtörtént a filmanyag portalanítása, átvizsgálása, filmduzzasztás, konzerválás, a ragasztási pontok megerősítése és áttekercselése Ø 380 mm orsókra a filmrészletek sorszámának sorrendjében; a filmanyag átnézése szkenner alkalmazásával, az erősen eltérő minőségű és állapotú filmanyag optimális digitalizálási paramétereinek meghatározására, majd digitalizálása TIFF képszekvenciával.
• A filmanyag részletes átnézése során elkészült a kísérletek negatív filmanyagának leltározása,
• A kísérleti naplók adatainak táblázatba foglalása
• Az eredetileg bemutatásra készült filmösszeállítások tartalmának felmérése, rögzítése.
• A szerkezet-kialakulás és az amorf szerkezetek kristályosodásának folyamatait legjobban illusztráló részletek kiválogatása és tartalmuk, paramétereik rögzítése video klipek formájában. Ez a munkaanyag képezi azt az alapot, amelyen a kísérleti anyag tematikus feldolgozása történik.
• A fontosabb paraméterek hatását bemutató tematikus összeállítások megszerkesztése.

Összegezve: elkészült a eredeti filmanyag rendszerezése, archiválásra alkalmas formába történő feldolgozása, nagyfeloldású digitalizálása képszekvenciában, ennek lejátszható változata, a eredeti filmanyag tartalmának rögzítése, a szerkezet-kialakulás és kristályosodás alapfolyamait tartalmazó klipek tárháza, valamint tematikus összeállítások bemutatva a kísérleti berendezést és módszert, valamint a hőmérséklet és hordozó felületi szennyezettségének hatását, a textúra kialakulásának módozatait, az amorf rétegszerkezetek kristályosodását, a szennyezettség hatását.

A tervezett és digitalizált alapfolyamatok:

Fém vékonyrétegek szerkezet kialakulásának alapfolyamatai amorf ( a-C és SiO₂ hártya) és egykristály (MoS₂) hordozón: Indium rétegek: gőz. folyadék. kristályos fázisok kialakulása, átalakulása; olvadáspont függése a szemcse méretétől; a magképződés, kristálynövekedés és szemcseösszenövés jellegzetes folyamatai, a hordozó szennyezettségének hatása; textúra kialakulás; gátló adalékok hatása a kristályok növekedésére, összenövésére, szemcsék beburkolódása, a nanokompozit szerkezetek kialakulásának alapfolyamata; epitaxiás növekedés MoS₂ egykristály hordozón, szennyeződés hatása a magképződésre, a fázisállapotra és kristályok növekedésre. Al rétegek  a rétegek növekedésének alapfolyamatai, oxigén hatása, a szemcsék beburkolódása; oxidfázis keletkezése a felületen. Au rétegek: Au-Al vegyületfázisok növekedése Al rétegek felületén; Bi rétegek: a szerkezet kialakulásának alapfolyamatai.

Amorf félvezető rétegek növekedése, szerkezetük átalakulása és kristályosodása: Ge rétegek: amorf szerkezet átrendeződése hőkezelés során; amorf rétegek kristályosodása, magképződés, kristálynövekedés, a réteg vastagságának hatása; a szennyeződés és a szennyező eloszlásának hatása a magképződésre és kristálynövekedésre, felületi és térfogati magképződés, az elektromos tulajdonságokra. Sb rétegek: a szerkezet kialakulása, magképződés, különálló amorf szemcsék növekedése; az amorf réteg kristályosodása.

A digitalizált anyagból megtekinthető egy videominta. Ha továbbiakat szeretne látni, kérjük a projektvezetőt keresse meg!

HEAT TREATEMENT OF Au-SiO2 CETRMET FILM ( Composition: 65 weight% Au, 35 weight% SiO2, Substrate: SiO2 film, Substrate temperature: raised step by step from 300C to 400C during exposure, Time factor:  7-8x , 1μ, TEM )

Á. Barna et al.: 50 years anniversary of in situ TEM thin film experiments

ÚJ PUBLIKÁCIÓ: az alábbi linken elérhető

Á. Barna, P.B. Barna and G. Radnóczi, 50 years anniversary of starting the in situ UHV TEM studies of thin film growth in Budapest, Lecture presented at the 12th Multinational Congress on Microscopy, Eger, August 23 – 26, 2015. Click here to read the publication