|
|
Konstrukce nízkoteplotních ultravakuových rastrovacích sondových mikroskopů
Pavera, Michal ; Klapetek, Petr (oponent) ; Vetushka, Aliaksei (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá vývojem rastrovacích sondových mikroskopů. Jsou specifikovány mechanické požadavky na mikroskop pro měření metodou rastrovací tunelovací mikroskopie (STM) a mikroskopie atomárních sil (AFM) v prostředí ultra vysokého vakua (UHV) a proměnných teplot. Jsou diskutována konstrukční řešení dvou {navržených} mikroskopů a je popsána jejich řídicí elektronika. Zvláštní kapitola je věnována popisu lineárních piezomanipulátorů a konstrukčnímu řešení navržených prototypů.
|
|
|
Povrchová topografie a mechanické vlastnosti tenkých vrstev na bázi tetravinylsilanu
Plichta, Tomáš ; Klapetek, Petr (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci tenkých vrstev plazmových polymerů na bázi monomeru tetravinylsilanu (TVS). Vzorky byly připraveny v pulzním i kontinuálním režimu plazmového výboje za použití metody plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD). Plazmové polymery byly deponovány na plošné křemíkové substráty z čistého prekurzoru TVS a jeho směsí s argonem nebo kyslíkem. Charakterizace vzorků byla zaměřena především na topografii povrchu a drsnost zkoumanou metodou mikroskopie atomárních sil (AFM), mechanické vlastnosti, konkrétně modul pružnosti a tvrdost, studované cyklickou nanoindentací a posouzení míry adheze vrstvy k substrátu vrypovou zkouškou. Zvláštní pozornost byla věnována charakterizaci vrstev s modulem pružnosti pod 10 GPa. Při určování míry adheze tenké vrstvy k substrátu byl navíc studován i vliv použité geometrie hrotu indentoru. Na základě výsledků byl stanoven vliv depozičních podmínek na mechanické vlastnosti, adhezi a topografii povrchu.
|
|
|
Study of Thin-Film Surfaces
Trivedi, Rutul Rajendra ; Fejfar, Antonín (oponent) ; Klapetek, Petr (oponent) ; Šikola, Tomáš (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
doctoral thesis deals with the study of surface properties of single-layer and multilayer thin films deposited from of vinyltriethoxysilane and tetravinylsilane monomers. It also deals with adhesion characterization of single layer tetravinylsilane films. The plasma polymerized thin films were prepared under steady-state deposition conditions on polished silicon wafers using plasma-enhanced chemical vapor deposition. The surface properties of the films were been characterized by different scanning probe microscopy methods and nanoindentation techniques such as conventional depth-sensing nanoindentation and load-partial-unload (cyclic) nanoindentation. While, the nanoscratch test was used to characterize the film adhesion properties. Single layer films prepared at different deposition conditions were characterized with respect to surface morphology and mechanical properties (Young’s modulus and hardness). The results of surface morphology, grain analysis, nanoindentation, finite elemental analysis and modulus mapping helped to know the hybrid nature of single layer films that were deposited at higher powers of RF-discharge. A novel approach was used in surface characterization of multilayer film by scanning probe microscopy and nanoindentation. The adhesion behavior of plasma polymer films of different mechanical properties and film thickness were analyzed by normal and lateral forces, friction coefficient, and scratch images obtained by atomic force microscopy.
|
|
|
Surface and Mechanical Properties of Thin Films
Pálesch, Erik ; Klapetek, Petr (oponent) ; Skuhurov,, Andrey (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
The doctoral thesis deals with the study of morphology and mechanical properties of thin plasma polymer films based on tetravinylsilane monomer and its mixtures with oxygen and argon. Thin films were prepared by plasma-enhanced chemical vapour deposition on silicon and glass substrates. Atomic force microscopy was used for characterization of thin film surface and for depiction of composite interphase with functional interlayer. Mechanical properties of thin films, namely Young’s modulus and hardness, were studied by cyclic nanoindentation technique. Nanoindentation device was also used to carry out scratch test, which was helpful to describe adhesion of films to substrate. In this thesis the influence of deposition conditions on surface and mechanical properties of thin films prepared in continual and pulse wave on planar substrates is discussed. Also, the suitability of few atomic force microscopy techniques for depiction of composite interphase was reviewed.
|
|
|
Numerické modelování rozptylu laserového světla z drsných povrchů
Šulc, Václav ; Klapetek, Petr (oponent) ; Ohlídal, Miloslav (vedoucí práce)
Na základě Beckmannovy-Kirchhoffovy skalární teorie rozptylu elektromagnetického záření byl odvozen výraz pro komplexní amplitudu světelné vlny rozptýlené z drsného povrchu. Tento výsledek byl použit pro vytvoření numerického modelu rozptylu v programu Matlab. Pomocí programu Gwyddion byl vytvořen soubor digitálních snímků různých typů povrchů, pro které byla provedena numerická simulace rozptylu monochromatického světla. Numerický model byl ověřen a získané výsledky byly konfrontovány s experimentálními výsledky.
|
|
|
Využití interferometrie v VT UHV SPM
Šulc, Dalibor ; Klapetek, Petr (oponent) ; Fejfar, Antonín (oponent) ; Spousta, Jiří (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na vývoj rastrovacích sondových mikroskopů. Popisuje ná- vrh a vývoj modulární řídicí elektroniky, aby mohla být využita u více mikroskopů SPM. Řídicí elektronika se sestává ze stabilizovaného zdroje napětí, vysokonapěťového zesilo- vače a zesilovače signálu sondy. Byl představen open–source projekt GXSM, tj. kontroler řídící rastrování, snímání dat a ovládá zpětnou vazbu. Dále GXSM obsahuje i gracké uživatelské rozhraní pro operační systémy linux. Pomocí rozhraní jsou nastavovány poža- dované parametry měření, zpětné vazby atd. Druhá část práce je věnována popisu, návrhu a vývoji systému pro interferometrické odměřování výchylky raménka AFM a využití in- terferometrie v oblasti SPM obecně. Navržený interferometr byl úspěšně sestaven a otes- tován. Nejnižší dosažená rozlišitelná výchylka je 2 nm. V závěru je prezentován návrh implementace interferometrického odměřování výchylky raménka AFM.
|
|
|
Determination of device geometrical misalignments influence on dimensional measurements in X-ray microcomputed tomography
Blažek, Pavel ; Klapetek, Petr (oponent) ; Zikmund, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis deals with geometrical misalignments of X-ray computed tomography (CT) device components. It focuses on their adverse effects on metrological CT measurements and on the methods which can be used to eliminate them. Results of simulations of CT measurements with misaligned detector and rotation stage are present, showing which misalignments plays the most significant role in the measurement. The practical part deals with HeliScan microCT, which implements a unique calibration algorithm to eliminate errors from misaligned CT geometry. New reference objects (plates with ruby spheres and calibrated zircon sphere) are developed for the CT system complying with the requirements of guideline VDI/VDE 2630 1.3. for metrological performance testing of CT devices. Testing objects suitable for a larger field of view were manufactured, calibrated, and successfully tested in CT measurement.
|
|
|
Structuring and study of electronic and chemical properties of semiconductor surfaces
Verveniotis, Elisseos ; Rezek, Bohuslav (vedoucí práce) ; Bartošík, Miroslav (oponent) ; Klapetek, Petr (oponent)
dizertace Polovodičové materiály hrají velmi významnou roli v moderní společnosti, jelikož se staly nedílnou součástí našich každodenních životů prostřednictvím osobních počítačů, mobilních telefonů, lékařských implantátů, solárních panelů a spousty dalších elektronických přístrojů, které jsou komerčně dostupné. Polovodičový průmysl se zatím spoléhá hlavně na křemík a i v následujících několika letech v tom bude pokračovat, dokud nebudou dosaženy limity zmenšování velikosti a materiálového inženýrství obecně. Naštěstí se díky celosvětovému výzkumu podařilo ukázat, že existují materiály vykazující lepší mechanické, elektronické a optické vlastnosti, a které tak mohou nahradit nebo alespoň doplnit křemík. Toto představuje velice důležitý krok pro uspokojení stále rostoucí celosvětové poptávky po menších, rychlejších, energeticky výhodných a levnějších elektronických zařízeních. Z tohoto důvodu se současná věda zaměřuje na přípravu a charakterizaci různých materiálů a nanostruktur, které mají být začleněné do elektronických zařízení. Kvůli miniaturizace je kromě toho zásadní, aby elektronická, strukturální a chemická charakterizace a modifikace těchto nových materiálů a struktur byla provedena na mikroskopické úrovni. Relativně mladý, nicméně rychle se rozvíjející a velmi zajímavý obor nanověd a...
|
|
|
Interaction of group III and IV metals with Si(100) surface in temperature range from 20 to 800K
Setvín, Martin ; Ošťádal, Ivan (vedoucí práce) ; Janda, Pavel (oponent) ; Klapetek, Petr (oponent)
1 Název práce: Interakce kovů III. a IV. skupiny s povrchem Si(100) v rozmezí teplot od 20 do 800 K Autor: Martin Setvín Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: Doc. RNDr. Ivan Ošt'ádal CSc. Abstrakt: Interakce kovů III. a IV. skupiny s povrchem Si(100) v rozmezí teplot od 20 do 800 K byla studována pomocí rastrovací tunelové mikroskopie (STM) a mikroskopie atomárních sil (AFM). Adsorpci a přeskoky jednotlivých kovových atomů na povrchu Si(100)-c(4×2) lze sledovat pomocí STM za snížených teplot. Pomocí dvou metod byly určeny aktivačí energie a frekvenční prefaktory pro přeskoky jednotlivých indiových atomů - přímým STM měřením za nízké teploty a pomocí kinetických Monte Carlo simulací růstového pro- cesu za pokojové teploty. Kovy III. a IV. kupiny se v blízkosti pokojové teploty samouspořádávají do řetízků, které jsou pouze jeden atom široké. Atomární a elektronová struktura řetízků byla zkoumána pomocí STM a dynamického nekontaktního AFM. Klíčová slova: Si(100), STM, AFM, adsorpce, difúze
|
|
|
Application of Scanning Probe Microscope in Nanoscience and Nanotechnology
Konečný, Martin ; Klapetek, Petr (oponent) ; Fejfar, Antonín (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This doctoral thesis is devoted to application of Scanning Probe Microscopy (SPM) in nanoscience and nanotechnologies with the main focus on advanced Atomic Force Microscopy (AFM) techniques, such as conductive AFM (cAFM), Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM), and their utilization in graphene research. First, a brief introduction to SPM techniques is provided and followed by a review of recent application of AFM and KPFM in characterization of graphene and graphene-based devices. Further, the doctoral thesis introduces a novel approach to combine AFM with Scanning Electron Microscopy (SEM). The review leads to estimation of main topics of doctoral research. These topics cover a study of electrical communication between separated graphene sheets, electrical properties of hydrogenated graphene and characterization of graphene-metal nanostructures used for biosensing. The work is further focused on a demonstration of correlative AFM/SEM imaging and on a technical realization of advanced techniques on AFM specially designed for integration into SEM. Each topic is discussed and supported by relevant experimental results. Finally, the prospects of future research is outlined.
|
host ::
RSS.