|
|
Methods of Preparation and Characterization of Experimental Field-Emission Cathodes
Knápek, Alexandr ; Luňáček, Jiří (referee) ; Lazar, Josef (referee) ; Grmela, Lubomír (advisor)
Téma doktorské práce se zabývá přípravou a popisem katod na bázi autoemise, jenž představují kvalitní a levný elektronový zdroj pro zařízení pracující s fokusovaným elektronovým svazkem. Pro přípravu kompozitní autoemisní katody byla využita elektrochemická metoda výroby. Kompozitní struktura katody zlepšuje proudovou stabilitu ve srovnání s čistě autoemisními katodami na bázi wolframu. Na základě charakterizace katody, jenž byla nově provedena metodou šumové spektroskopie, byla implementována technologická zlepšení stávající výroby. Metoda šumové spektroskopie je založena na analýze emisního proudu v časové a kmitočtové rovině, ale především poskytuje informace o nosiči náboje, o jeho pohyblivosti a dále o životnosti katody. Výsledky experimentální části byly rozšířeny teoretickými simulacemi, vedoucími k návrhu metodiky charakterizace vylepšené autoemisní katody.
|
|
|
Defectoscopy of thin polymer layers using computer vision
Podstránský, Jáchym ; Sobola, Dinara (referee) ; Knápek, Alexandr (advisor)
Při procesu elektronové litografie jedním z prvních kroků je ovrstvování substrátu, waferu, tenkou vrstvou polymerního rezistu. V průběhu ovrstvování dochází k defektům, které mohou ovlivňovat expozici a tudíž i funkčnost finální nanostruktury. Kontrolou kvality naneseného rezistu před expozicí je možně se těmto místům s defekty vyhnout. Tento proces je možné provádět ručně pomocí světelného mikroskopu, ale je to časově náročný proces. V rámci této bakalářské práce vzniklo zařízení, které tyto defekty dokáže určit automaticky. Jde o rastrovací zařízení, které díky kombinaci dvou krokových motorů a optické kamery pořídí snímky požadované oblasti waferu a ty poté za pomoci umělé inteligence zanalyzuje. Uživateli je poté poskytnut dokument v ktérém je zapsána velikost, pozice a typ každého z nalezených defektů.
|
|
|
Analysis and characterisation of spirally-arranged field-emission nanostructure
Ondříšková, Martina ; Sobola, Dinara (referee) ; Knápek, Alexandr (advisor)
Katody obsahující pole emitorů s vysokým poměrem stran budí velký zájem jako elektronové zdroje pro vakuová zařízení. Ve snaze maximalizovat proud a proudovou hustotu byly navrženy hustší pole emitorů. To však vedlo k nežádoucím účinkům, jako je stínění pole, způsobené přítomností okolních emitorů v poli. Pro snížení efektu stínění, a tím pádem zvýšení proudové hustoty, bylo navrženo pole emitorů s uspořádáním inspirovaným přírodním principem fylotaxe. Takto navržená struktura mikropilířů byla vytvořena pomocí elektronové litografie a reaktivního iontového leptání. K vytvoření ultra ostrých hrotů s poloměrem v řádu desítek nanometrů na vrcholu každého mikropilíře byla použita technika leptání black siliconu. Analýza topografie vzorku byla provedena pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu. Pro stanovení výstupní práce byla použita ultrafialová fotoelektronová spektroskopie. Pro zjištění emisních vlastností vyrobených struktur byl zkonstruován emisní mikroskop, jehož elektronové dělo bylo upraveno tak, aby vyrobená struktura sloužila jako katoda. Graf Murphy-Good byl použit k analýze dat o emisních vlastnostech, na které byl aplikován ortodoxní test pro kontrolu validity. Pro sledování fluktuací proudu bylo provedeno měření stability.
|
|
|
Methodics of characterisation for the cold field-emission sources intended for electron microscopy
Štrbková, Lenka ; Grmela, Lubomír (referee) ; Knápek, Alexandr (advisor)
Téma diplomové práce je zaměřeno na metodiku charakterizace autoemisního zdroje pro elektronový mikroskop. Použitá metoda – Fowlerova-Nordheimova analýza je založená na přítomnosti kvantového tunelování, ke kterému dochází v průběhu autoemise elektronů. Práce je obsahově dělena na teoretický úvod do problematiky a praktickou část. Teoretický úvod popisuje emisi elektronů, kvantové tunelování a vlastnosti emisních zdrojů. Druhá část diplomové práce se věnuje experimentální analýze autoemisní katody. Součástí analýzy je výpočet základních charakteristik této katody. Vypočtené hodnoty stanovují celkovou kvalitu elektronové emise a zároveň poskytují informace o aktuálním stavu autoemisní katody. Výsledky F-N analýzy jsou poté srovnány s výsledky počítačové simulace autoemise elektronů. Simulace je provedena v programu COMSOL Multiphysics, který k výpočtu používá metodu konečných prvků a je nástrojem pro hodnocení významu a přesnosti Fowlerovy-Nordheimovy analýzy.
|
|
|
Correlative measurement of cathodoluminescence using SEM and SPM techniques
Černek, Ondrej ; Knápek, Alexandr (referee) ; Spousta, Jiří (advisor)
The diploma thesis deals with the combined use of SEM and SPM techniques using optical fiber, which is used to collect the cathodoluminescent signal in close proximity to the sample. The thesis also includes a research section, which lists description of CPEM technique, the techniques used to modify the optical fiber, theoretical introduction to cathodoluminescence and techniques used to measure it. The practical part discusses the obtained measurement results and the problems that occurred in the process of modification of the optical fiber, its use as an SPM probe and in the measurement of cathodoluminescence active materials.
|
|
|
Pyroelectric detector signal measurement and processing
Knápek, Alexandr ; Sedláková, Vlasta (referee) ; Majzner, Jiří (advisor)
Práce se zabývá fyzikálními vlastnostmi pyroelektrických senzorů a jejich praktickým využitím. Součástí práce je návrh a realizace měřící aparatury, jež bude využita k měření fyzikálních vlastností senzorů. Pro měření signálů pyroelektrického senzoru bude navržen nízkošumový zesilovač. Součástí práce je také návrh a realizace algoritmu pro lokalizaci infračerveného zdroje záření (plamene) v prostoru, na základě vyhodnoceného analogového signálu.
|
|
|
Design of automated set-up intended for inspection of PMMA coated silicon wafers
Drozd, Michal ; Sobola, Dinara (referee) ; Knápek, Alexandr (advisor)
Při ovrstvování substrátu tenkou vrstvou polymerního rezistu dochází k defektům, které mohou poškodit celou, někdy i několikadenní expozici pomocí svazku elektronů - elektronovou litografií. Kvalita nanesené vrstvy, která je potřebná k následnému deponování, je velmi důležitá z hlediska následné funkčnosti vyráběné nanostrukutry. Předběžnou kontrolu kvality naneseného resistu je možné dělat ručně pomocí světelného mikroskopu. V rámci této bakalářské práce vznikl prototyp zařízení, které tyto defekty dokáže detekovat automaticky. Přesněji jde o rastrovací zařízení pojmenované WaferScan, umožňující skenovat křemíkovou podložku (wafer) optickou kamerou a analýzou obrazu v počítači zjistit polohu a velikost defektů a prachových částic v rezistu naneseném na waferu. Celé zařízení se skládá ze dvou pohyblivých os x a y, které umožňují pohyb kamery, a příslušené elektroniky. Součástí je také software k ovládání zařízení a zpracování obrazu.
|
|
|
Methods of imaging and analysis of biological specimens
Novotná, Veronika ; Tománek, Pavel (referee) ; Knápek, Alexandr (advisor)
Bachelor thesis deals with characterization of human tissues and bacteria from the microscopic point of view. Physical principles of SNOM and electron microscopy (TEM, SEM, ESEM), together with their suitability for observing of biological specimens, were presented. In the next section, there is focus on data transformation from electron microscopy from time plane to image plane and their following processing. Next section is about experimental preparation of specimens for observing in SEM, ESEM and SNOM. Currently there is an idea to use scanning near-field optical microscope for biological research. That is why the goal of this thesis is compare SNOM and EM techniques, mentioned above. In this thesis we try to use SNOM as a cheaper option than EM in the observation of biological specimens. EM and SNOM allow obtaining different, however comparable and complementary information of the specimen.
|
|
|
Functional Tungsten-based thin films and their characterization
Košelová, Zuzana ; Horáková, L. ; Sobola, Dinara ; Burda, Daniel ; Knápek, Alexandr ; Fohlerová, Z.
Anodizing is a technique by which thin oxide layers can be formed on a surface. Thin oxide layers have been found to be useful in a variety of applications, including emitters of electrons. Tungsten is still a common choice for cold field emitters in commercial microscopy applications. Its suitable quality can be further improved by thin film deposition. Not only the emission characteristic can be improved, but also the emitter operating time can be extended. Tungsten oxide is known for its excellent resistance to corrosion and chemical attack due to its stable crystal structure and strong chemical bonds between tungsten and oxygen atoms. Many techniques with different advantages and disadvantages have been used for this purpose. Anodization was chosen for this work because of the controllable uniform coverage of the material and its easy availability without the need for expensive complex equipment. The anodizing process involves applying an electrical potential to tungsten while it is immersed in an electrolyte solution. This creates a thin layer of tungsten oxide on the surface of the metal. The thickness and properties of the resulting oxide layer can be controlled by adjusting the anodization conditions, such as the electrolyte solution, voltage, and the duration of the process. In this work, H3PO4 was used as the electrolyte to test whether these tungsten oxide layers would be useful for electron emitters, for use in electron guns and other devices that require high-quality electron emitters. The properties were evaluated using appropriate techniques. In general, anodization of tungsten to form thin layers of tungsten oxide layers is a promising technique for producing high quality electron emitters.
|
|
|
SMV-2023-06: Development of test specimens for SEM
Matějka, Milan ; Krátký, Stanislav ; Meluzín, Petr ; Košelová, Zuzana ; Chlumská, Jana ; Horáček, Miroslav ; Kolařík, Vladimír ; Knápek, Alexandr
The study focuses on the research and development of precise calibration samples featuring relief structures. These samples are designed for calibrating parameters in scanning electron microscopes (SEM). The testing patterns enable the verification and calibration of magnification, orthogonality, and geometric distortion. The preparation of calibration specimens utilizes micro lithographic techniques tailored for silicon processing and other relevant technological procedures.
|
guest ::
