Elektronová mikroskopie nachází uplatnění v nejrůznějších vědeckých disciplínách od strukturní biologie přes materiálový výzkum až po vývoj elektroniky. Na Matfyzu se jí věnujeme dlouhodobě. K již existujícímu přístrojovému vybavení přibudou v letošním roce dva nové skenovací elektronové mikroskopy od partnerské firmy Thermo Fisher Scientific.
První mikroskop bude součástí projektu dr. Martina Kozáka, který na Matfyzu zkoumá interakci elektronů se světlem a nedávno na svůj výzkum získal prestižní ERC Starting Grant. „Elektronový mikroskop bude primárně sloužit ke studiu nových způsobů tvarování elektronových svazků pomocí světelných vln. Během našeho projektu se také zaměříme na vývoj nových mikrospektroskopických technik využívajících pulzní elektronové svazky, které umožňují zobrazovat optická pole v okolí nanostruktur s prostorovým rozlišením jednotek nanometrů a časovým rozlišením v attosekundové oblasti. Kromě toho bude tento přístroj využíván pro časově rozlišené zobrazování ultrarychlých procesů v pevných látkách a nanostrukturách,“ přibližuje dr. Kozák, jehož poznatky by mohly v budoucnu přispět například k vývoji lepších a výkonnějších elektronických součástek.
Druhý přístroj doplní experimentální vybavení na Katedře fyziky materiálů. „Nový mikroskop nahradí dosluhující SEM Quanta od firmy Thermo Fisher Scientific (tehdy ještě FEI) používaný už téměř 20 let. Vlastnosti SEMu nejnovější generace výrazně rozšíří možnosti pozorování vzorků studovaných nejen na naší katedře, ale i v rámci celé MFF UK. Nejde jen o lepší rozlišení nového přístroje. Díky novým a citlivějším detektorům budeme schopni detekovat nové signály a studovat vzorky mnohem podrobněji,“ říká dr. Petr Harcuba. Starší mikroskop Quanta budou nyní používat hlavně mladší studenti v rámci praktik, základních kurzů a bakalářských prací, zatímco nové zařízení bude sloužit doktorandům a špičkovému výzkumu nových kovových slitin i dalších vzorků.
Konkrétně jde o přístroje Verios 5 a Apreo 2. „Verios 5 je vrcholným modelem v rámci našich skenovacích elektronových mikroskopů. Jedná se o jediný přístroj na trhu se žhavenou autoemisní tryskou (Shottkyho FEG) a zároveň s monochromatickým zdrojem elektronového paprsku schopným snížit šířku energetického spektra elektronů na lepší než 0,2 eV napříč všemi urychlovacími napětími,“ říká Rastislav Ošťádal z Thermo Fisher Scientific. „Apreo 2 je stejně jako Verios 5 skenovací elektronový mikroskop, který je vybaven zdrojem elektronů v podobě žhavené autoemisní trysky (Schottkyho FEG). Jeho předností je vysoká univerzálnost. Je možné v něm zkoumat celou plejádu vzorků od nanočástic a citlivých materiálů přes magnetické vzorky a katalyzátory až po biologické preparáty,“ popisuje Rastislav Ošťádal.
Oba elektronové mikroskopy pocházejí z České republiky, konkrétně z Brna. „Elektronová mikroskopie má v Česku dlouhou tradici, tyto přístroje se zde vyrábí více než 70 let. Thermo Fisher Scientific je sice americká společnost, nicméně v Brně máme velké technologické centrum, ve kterém mikroskopy vyvíjíme i vyrábíme. Zaměstnáváme více než 1 600 lidí, přičemž někteří z našich nejlepších vývojářů jsou absolventi MFF UK,“ říká Petr Střelec, ředitel Thermo Fisher Scientific Brno.
Od roku 2021 je Thermo Fisher Scientific členem partnerského programu MFF UK. „Ačkoli jsme partnerem Matfyzu relativně krátce, podařilo se nám navázat stabilní partnerství, které dále rozvíjíme ku prospěchu obou stran. Účastnili jsme se Dnů firem a s tématem elektronové mikroskopie jsme vystoupili i v rámci přednášek Matematické problémy nematematiků. Na letní semestr chystáme další aktivity. Věřím, že i díky novým mikroskopům se nám podaří vzájemné partnerství ještě prohloubit,“ uzavírá Petr Střelec.