Dr. Dankházi Zoltán
egyetemi docens
A laboratórium vezetője
Vezetékes telefon: (06-1)-372-2875
E-mail: zoltan.dankhazi@ttk.elte.hu
Mobil telefon: 06-20-9810819

Munkatársak

Szabó Ábel
geológus doktorandusz hallgató
E-mail: abel.szabo@ttk.elte.hu

Varga Gábor
nyugdíjas tanszéki mérnök
E-mail: bagoj@szft.elte.hu

Maksa Zsolt
fizikus doktorandusz hallgató
E-mail: maksazs@caesar.elte.hu

Ugi Dávid
fizikus doktorandusz hallgató
E-mail: ugdtaat@caesar.elte.hu

A pásztázó elektronmikroszkóp FEI Quanta 3D típusú, nagyfelbontású kétsugaras készülék. A két sugár azt jelenti, hogy rendelkezik elektronforrással és ionforrással is. Az elektronnyaláb és az ionnyaláb egyaránt alkalmas arra, hogy mikroszkópi képet készíthessünk, ugyanakkor az ionnyaláb az anyagminta felületének megmunkálását is lehetővé teszi.

A pásztázó elektronmikroszkópban a mikroszkópi kép kialakulása különbözik attól, ahogyan az egy hagyományos optikai mikroszkópban történik. Itt a fókuszált elektronnyaláb a minta felületét pásztázza, miközben különböző „termékeket” vált ki a felületből. Ilyen termékek lehetnek a felület elektronjaiból származó szekunder elektronok, a nyaláb elektronjai közül nagyszögben szóródó visszaszórt elektronok, illetve a mintából kiváltott röntgen fotonok. Ezeket a termékeket detektorok gyűjtik össze, és segítségükkel a képernyőn mikroszkópi kép hozható létre. A képalkotás módjából következik, hogy a mintát nem kell elvékonyítani, mint a transzmissziós elektronmikroszkóp esetében.

Minthogy a kiváltott termékek energiája különböző, ezért a felület közeli tartományokról, különböző mélységből hoznak információt.

A legkisebb energiája a szekunder elektronoknak van (néhány eV), ezért ezek segítségével gyakorlatilag csak felületi információ nyerhető. Ilyenkor a felbontást a fókuszált elektronnyaláb mérete szabja meg. A maximális felbontóképesség szekunder elektronok esetén ~ 1 nm.

A visszaszórt elektronok energiája sokkal nagyobb, mint a szekunder elektronoké, akár több 10 keV is lehet. Ezért a visszaszórt elektronok mélyebbről hoznak információt. Ennek megfelelően a felbontás is kisebb, mintától és energiától függően ~ 2 – 4 nm.

A röntgen fotonok energiája információt nyújt arról, hogy milyen atomból származik. Ezért az összegyűjtött röntgen fotonok energiájának mérésével a minta összetétele analizálható, akár a minta egy pontjában, akár a minta felülete mentén.

A Quanta 3D mikroszkóp rendkívüli tulajdonsága, hogy ezzel a mikroszkóppal különösebb minta-előkészítés nélkül vizsgálhatók szigetelő minták és biológiai objektumok is.

Az elektronnyalábban szállított töltés a szigetelő minta felületén felhalmozódhat, lehetetlenné téve a felület további vizsgálatát. A hagyományos pásztázó elektronmikroszkópokban ezt a feltöltődést úgy kerülik el, hogy egy vékony aranyréteg rápárologtatásával vezetővé teszik a minta felületét. Sok esetben, például nanoobjektumok vizsgálata esetén, a felület borítása nem jó megoldás, mert lényegesen módosítja a minta tulajdonságait. A Quanta 3D mikroszkópban létezik olyan alacsony vákuumos üzemmód, amely feleslegessé teszi a felület beborítását, mert a gázos környezet képes a felületi töltések semlegesítésére.

A Quanta 3D mikroszkóp másik rendkívüli tulajdonsága, hogy a vákuumra és a vízvesztésre érzékeny biológiai minták közvetlenül is vizsgálhatók. A készüléknek van egy un. környezeti üzemmódja, ahol nedves gázban végezhetők a mérések.

A Quanta 3D pásztázó elektronmikroszkóp tehát előnyös tulajdonságai révén alkalmas a nano mérettartomány (1 nm – 100 nm) kényelmes vizsgálatára.

A sokoldalú berendezés visszaszórt elektron diffrakció (EBSD) vizsgálatra is alkalmas. A pontról-pontra mért diffrakciós ábra alkalmas arra, hogy a minta egy pontjának kis környezetében meghatározzuk a kristályszerkezet fajtáját és a kristály orientációját. Egy terület pontjainak átvizsgálása után orientációs térkép készíthető. Az orientációs térképek alapján a minta textúrája és a szemcsék szerkezete vizsgálható.

A berendezés transzmissziós üzemmódban is működtethető (STEM üzemmód). Ha a minta megfelelő vékonyságú, akkor a STEM detektorral világos- vagy sötét látóterű kép készíthető, amelynek információ tartalma megegyezik a transzmissziós elektronmikroszkóp hasonló képeinek információ tartalmával. Ebben az üzemmódban, ideális esetben a maximális felbontás: 0,9 nm.

A kétsugaras mikroszkóp második nyalábja fókuszált Ga ionnyaláb (FIB), amelynek maximális energiája 30 keV. Az ionnyalábbal a minta felülete porlasztható, és az intenzív porlasztással a felület nagy hatékonysággal megmunkálható, Az ionnyaláb és az elektronnyaláb a mintán egy közös pontban találkozik, így megmunkálás közben megfigyelhető a megmunkálás folyamata. A FIB sokféle funkcióra alkalmas. A leggyakrabban használt funkciói: keresztmetszeti minta kialakítása, vékony TEM minta készítése és nanolitográfia.

2014.

• Zsolt Kovács, Erhard Schafler, Péter Szommer, Ádám Révész; Localization of plastic deformation along shear bands in Vitreloy bulk metallic glass during high pressure torsion, Journal of Alloys and Compounds, Volume 593, 25 April 2014, Pages 207–212. DOI: 10.1016/j.jallcom.2014.01.079
• Ádám Révész, Marcell Gajdics a, Lajos K. Varga, György Krállics, László Péter, Tony Spassov; Hydrogen storage of nanocrystalline Mg–Ni alloy processed by equal-channel angular pressing and cold rolling, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 39, Issue 18, 15 June 2014, Pages 9911–9917. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2014.01.059
• Á. Révész, Á. Kis-Tóth, L.K. Varga, J.L. Lábár, T. Spassov, High glass forming ability correlated with microstructure and hydrogen storage properties of a Mg–Cu–Ag–Y glass International Journal of Hydrogen Energy, Volume 39, Issue 17, 5 June 2014, Pages 9230–9240.
  DOI: 10.1016/j.ijhydene.2014.03.214
• Havancsák Károly, Kalácska Szilvia, Baris Adrienn, Dankházi Zoltán, Varga Gábor, Visszaszórtelektron-diffrakciós vizsgálatok az Eötvös Loránd Tudományegyetemen, Fizikai Szemle 2014/6 és 2014/7-8.
• Baris; 3D Characterization of Polycrystalline Microstructure Using a Dual Beam SEM-FIB System, ELTE Master’s Thesis 2014. Baris_thesis_2014.pdf
• Nguyen Q. Chinh, Ruslan Z. Valiev, Xavier Sauvage, Gabor Varga, Karoly Havancsak, Megumi Kawasaki, Boris B. Straumal and Terence G. Langdon, Grain Boundary Phenomena in an Ultrafine-Grained Al–Zn Alloy with Improved Mechanical Behavior for Micro-Devices (2014), in press doi: 10.1002/adem.201300450

2013.

• Ádám Révész, Ágnes Kis-Tóth, Péter Szommer and Tony Spassov; Hydrogen storage, microstructure and mechanical properties of strained Mg65Ni20Cu5Y10 metallic glass, Materials Science Forum Vol. 729 (2013) pp 74-79. doi:10.4028 www.scientific.net/MSF.729.74
• Ádám Révész, Marcell Gajdics, Tony Spassov; Microstructural evolution of ball-milled Mg-Ni powder during hydrogen sorption, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 38, Issue 20, 9 July 2013, Pages 8342–8349. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.04.128
• Zs. Kovács, P. Henits, L.K. Varga, E. Schafler, Á. Révész; Stability of medium range order in Al-based metallic glass compacted by severe plastic deformation,Journal of Alloys and Compounds 561 (2013) 5–9. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.02.010
• Havancsák K., Baris A., Kalácska Sz.; Az ELTE TTK Kétsugaras pásztázó elektronmikroszkópja, Archeometriai Műhely, 95-102, 2013/X/2. http://www.ace.hu/am/2013_2/AM-13-02-HK.pdf
• K. Sinkó, S. Kubuki, H. Peterlik, Various Three-Dimensional Structures connected by Al–O/OH/Acetate–Al bonds, Inorganic Chemistry, Vol. 52, p. 13238 (2013)
• K. Sinkó, Gel-derived porous alumina systems, Materials Letters, Vol. 107, p. 344 (2013)
• P. Jenei, J. Gubicza, E.Y. Yoon, H.S. Kim, J.L. Lábár, High temperature thermal stability of pure copper and copper–carbon nanotube composites consolidated by High Pressure Torsion, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Vol. 51, p. 71, (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesa.2013.04.007
• Z. Hegedűs, J. Gubicza, P. Szommer, N. Q. Chinh, Y. Huang, and T. G. Langdon, Inhomogeneous softening during annealing of ultrafine-grained silver processed by HPT, J. Mater. Sci., Vol. 48, p. 7384 (2013), doi:10.1007/s10853-013-7553-9
• Z. Hegedűs, J. Gubicza, M. Kawasaki, N. Q. Chinh, Z. Fogarassy, K. Süvegh, and T. G. Langdon, High temperature thermal stability of ultrafine-grained silver processed by equal-channel angular pressing, J. Mater. Sci. Vol. 48, p. 1675 (2013), doi:10.1007/s10853-012-6926-9
• Zajzon N., Váczi T., Fehér B., Takács Á., Szakáll S., Weiszburg T., Pyrophanite pseudomorphs after perovskite in Perkupa serpentinites (Hungary); a microtextural study and geological implications, Physics and Chemistry of Minerals, Vol. 40, p. 611 (2013), doi: 10.1007/s00269-013-0596-2
• Z. Hegedűs, J. Gubicza, M. Kawasaki, N. Q. Chinh, J. L. Lábár, and T. G. Langdon; Stability of the ultrafine-grained microstructure in silver processed by ECAP and HPT, J. Mater. Sci.,Vol. 48, p. 12, 2013, doi:10.1007/s10853-012-7124-5
• A. Meiszterics, K. Havancsák, K. Sinkó; Catalysis, nanostructure and macroscopic property triangle in bioactive calcium-containing ceramic system, Materials Science and Engineering C Materials for Biological Applications, Vol. 33, p. 1371, 2013, http://www.sciencedirect.com/science/journal/09284931/33/3
• Sávoly Zoltán, Nagy Péter István, Varga Gábor, Havancsák Károly, Hrács Krisztina, Záray Gyula; A novel method for investigation of uptake and distribution of polluting microelements and nanoparticles in soil-inhabiting nematodes, Microchemical Journal, Vol. 110, p. 558, 2013, http://dx.doi.org/10.1016/j.microc.2013.07.007
• Ispánovity PD, Hegyi Á, Groma I, Györgyi G, Ratter K, Weygand D; Average yielding and weakest link statistics in micron-scale plasticity, Acta Materialia, 61:(16) pp. 6234-6245. (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2013.07.007

2012.

• T. Guzmics, R.H. Mitchell, Cs. Szabó, M. Berkesi, R. Milke, K. Ratter; Liquid immiscibility between silicate, carbonate and sulfide melts in melt inclusions hosted in co-precipitated minerals from Kerimasi volcano (Tanzania): evolution of carbonated nephelinitic magma, Contributions to Mineralogy and Petrology, Vol. 164, pp. 101-122, (2012), http://link.springer.com/article/10.1007/s00410-012-0728-6
• Berkesi, M., Guzmics, T., Szabó, Cs., Dubessy, J., Bodnar, R.J., Hidas, K. & Ratter, K., The role of CO2-rich fluids in trace element transport and metasomatism in the lithospheric mantle beneath the Central Pannonian Basin, Hungary, based on fluid inclusions in mantle xenoliths. Earth and Planetary Science Letters, 331-332, 8. (2012)
• Sávoly Zoltán, Nagy Péter István, Havancsák Károly, Záray Gyula; Microanalytical investigation of nematodes, Microchemical Journal, Vol. 105, p. 83, (2012), http://dx.doi.org/10.1016/j.microc.2012.03.021
• Z. Hegedűs, J. Gubicza, M. Kawasaki, N. Q. Chinh, Z. Fogarassy, and T. G. Langdon; The Influence of Impurity Content on Thermal Stability of Low Stacking Fault Energy Silver Processed by Severe Plastic Deformation, Mater. Sci. Forum, Vol. 729, p. 222, 2012, doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.729.222
• Nguyen Q. Chinh, Tivadar Győri, Ruslan Z. Valiev, Péter Szommer, Gábor Varga, Károly Havancsák, Terence G. Langdon, Observations of unique plastic behavior in micro-pillars of an ultrafine-grained alloy, MRS Communications (2012), 2, 75-78. doi:10.1557/mrc.2012.11
• K. Sinkó, E. Manek, A. Meiszterics, K. Havancsák, U. Vainio, (2012)
• Z. Hegedűs, J. Gubicza, M. Kawasaki, N. Q. Chinh, Z. Fogarassy, and T. G. Langdon, Microstructure of low stacking fault energy silver processed by different routes of severe plastic deformation, J. Alloys Compd.,Vol. 536, p. S190 (2012), doi:10.1016/j.jallcom.2011.10.070
• K. Sinkó, G. Szabó, M. Zrínyi, Liquid-phase syntheses of cobalt oxide nanoparticles, J. Nanosci. Nanotechn., Vol. 11, p. 1 (2011) phase syntheses of cobalt ferrite nanoparticles, J. Nanoparticle Research, Vol. 14, p. 1

2011

• Z. Hegedűs, J. Gubicza, M. Kawasaki, N. Q. Chinh, Z. Fogarassy, and T. G. Langdon, The effect of impurity level on ultrafine-grained microstructures and their stability in low stacking fault energy silver, Mater. Sci. Eng. A, Vol. 528, p. 8694 (2011), doi:10.1016/j.msea.2011.08.034
• Á. Révész, Á. Kis-Tóth, L. K. Varga, E. Schafler, I. Bakonyi, T. Spassov; Hydrogen storage of melt-spun amorphous Mg65Ni20Cu5Y10 alloy deformed by high-pressure torsion, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 37, p. 5769, 2012, doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.12.160