|
|
Ellipsometry of Thin Films
Novotný, Zbyněk ; Navrátil, Karel (referee) ; Nebojsa, Alois (advisor)
Diploma thesis deals with ageing process of thin films of Co and Cu on Si substrate, prepared by the IBAD method. The process of film ageing, which depends on time of exposition to the atmosphere at room conditions, was investigated with spectroscopic ellipsometry (VIS+UV) and atomic force microscopy. In case of thin Co films, approximately four days long incubation period was observed. During this time period, a change in the optical parameters of the film occurs without a measurable change of the film topography. Using non-contact atomic force microscopy, a growth of the transitional film in the island growth regime was observed. During the ageing of thin Cu films, two stages of growth of the transitional layer were observed - nucleation stage and growth stage. Both of these time periods of the transitional layer growth show direct logarithmic dependence. Using non-contact atomic force microscopy, the growth of the transitional film was observed. Using atomic force microscopy in non-contact regime, time dependent measurement was done and the process of forming of one monolayer of the transitional layer was documented. Within the diploma thesis, a series of experiments on ultra high vacuum system were performed in order to investigate phase transformation of thin Fe films (22 monolayers) on Cu(100) stabilized by CO absorption. The transformation from fcc phase to bcc phase was induced by Ar+ ion beam bombardment with the ion energy in the range (0.5-4) keV. The process of phase transformation was observed by surface magneto-optic Kerr effect, Auger electron spectroscopy and low energy electron diffraction.
|
|
|
Analysis of a-SiOC:H films by selected spectroscopic techniques
Ondreáš, František ; Zmeškal, Oldřich (referee) ; Čech, Vladimír (advisor)
This bachelor thesis deals with preparation of thin plasma polymer films on the basis of tetravinylsilane by plasma-enhanced chemical vapour deposition and film characterization by selected spectroscopic techniques. The theoretical part is a background research about plasma chemistry and spectroscopic methods of characterisation of thin plasma polymer films. The practical part consisted of preparation of two series of samples and their characterization. Prepared thin plasma polymer films were characterized by selected spectroscopic techniques. Thickness and optical constants were determined by spectroscopic elipsometry. Chemical structure was characterized by infrared spectroscopy. The results indicate the possibility of managing physico-chemical properties of thin plasma polymer films on the basis of tetravinylsilane by deposition conditions and thus possibility of preparation materials tailored to a variety of applications.
|
|
|
Infrared spectroscopy of thin films
Kiss, Andrej ; Čáslavský, Josef (referee) ; Čech, Vladimír (advisor)
Cílem této bakalářské práce je literární rešerše v oblasti tenkých vrstev, plazmochemické depozice z plynné fáze a infračervené spektroskopie Fourierovou transformací, a měření infračervených spekter tenkých vrstev a charakterizace jejich chemické struktury na základě změřených spekter. Pomocí infračervené spektroskopie Fourierovou transformací bylo měřeno pět vzorků tenkých polymerních vrstev z tetravinylsilanu, vytvořených na křemíkovém substrátu pomocí plazmochemické depozice z plynné fázi s efektivním výkonem v rozmezí od 2 W do 150 W. Měření odhalilo chemické vazby přítomné ve vzorcích a jak se struktura měnila s měnící se efektivním výkonem. Snížení absorpčních pásů s přítomností vodíku naznačuje zvýšení zesítění se zvýšeným efektivním výkonem. Také snížení absorpčních pásů s přítomností křemíku poskytuje důkaz pro zvýšení poměru C/Si. Tyto výsledky nám pomáhají porozumět charakteristikám těchto tenkých vrstev a přispívají k pochopení procesu plazmochemické depozice z plynné fáze.
|
|
|
Theoretical Study of Magnetic Anisotropy in MgO-based Magnetic Tunnel Junctions
Vojáček, Libor ; Li,, Jing (referee) ; Chshiev,, Mairbek (advisor)
Magnetický tunelový spoj (MTJ) je spintronická součástka komerčně používaná ve vysoce citlivých čtecích hlavách pevných disků. Počínaje rokem 2007 přispěla k udržení exponenciálního nárůstu hustoty magnetického zápisu. Kromě toho se také stala stavebním kamenem rychlé, odolné, úsporné a nevolatilní magnetické paměti s přímým přístupem (MRAM). Tento nový typ polovodičové paměti, stejně jako je tomu u čtecích hlav disků, využívá tunelové spoje založené na krystalickém oxidu hořečnatém (MgO) spolu s 3d kovovými magnetickými prvky (Fe a Co). Pro zmenšení MTJ a současné udržení dlouhodobé stability paměti proti tepelným fluktuacím je zapotřebí silná magnetická anizotropie ve směru kolmém na rozhraní kov|MgO. V této práci proto nejdříve provedeme analýzu magnetokrystalické anizotropie (MCA) kubického prostorově centrovaného Fe, Co a Ni na MgO pomocí ab initio simulací. Dále bude vyvinut program pro výpočet tvarové anizotropie, která je kromě MCA velmi podstatná, neboť v součtu dávají efektivní anizotropii. Na závěr implementujeme program pro výpočet MCA na základě poruchové teorie druhého řádu. To nám umožní dát pozorované anizotropní vlastnosti do souvislosti přímo s elektronickou strukturou systému (pásovou strukturou a hustotou stavů).
|
|
|
Preparation of organic semiconducting thin films by vacuum evaporation
Schön, Martin ; David, Jan (referee) ; Salyk, Ota (advisor)
This thesis deals with preparation of organic molecular thin film compounds and its properties like morphology and purity. The vapour deposition was used for thin films preparation, because used materials are very few soluble. Thin films properties were characterized with the infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscope. There are described basics of infrared spectroscopy, spectra measurement and interpretation in the theoretical part. Process of thin film preparation is also described in this part. In the experimental part are described used vacuum technology and measuring instruments, process of sample measurement and there is the list of studied materials. 12 derivates of diketopyrrolopyrrols (DPP) were studied in this thesis. Diketopyrrolopyrroles (DPP) and its derivates have interesting chemical and physical properties, expecting wide range of applications, especially in electronics industry.
|
|
|
Selective gallium nitride thin-film growth on substrates covered by pyrolyzed resist mask
Novák, Tomáš ; Kostelník, Petr (referee) ; Voborný, Stanislav (advisor)
This thesis deals with deposition of GaN thin films and GaN selective growth utilizing pyrolyzed resist masks. Carbon masks were prepared on silicon substrates by electron-beam litography and resist pyrolysis. As a further step, Ga and GaN were deposited on the masked substrates by Moleculer Beam Epitaxy (MBE) method. A selective growth of Ga droplets was achieved. These results were used for preparation of GaN crystallites by pulse deposition. It is also shown that direct MBE deposition of GaN on the masked substrates leads to a selective growth of GaN thin films with GaN film growing only on the areas which are not covered by the carbon mask. The results are explained by enhanced surface diffusion of gallium atoms on the surface of the carbon mask.
|
|
|
Plasma-enhanced chemicial vapor deposition
Žák, Luboš ; Salyk, Ota (referee) ; Čech, Vladimír (advisor)
Theoretical part of diploma thesis was focused on the search of the state of knowledge in the area of plasma, plasma polymerization and characterization of thin films. Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) was described in the experimental part together with selected analytical techniques. The technology with high level of reproducibility was reached by precise control of deposition conditions, monitoring of plasma, and analysis of plasma products using mass spectrometry. The obtained results demonstrated that the elemental composition, chemical structure, optical and mechanical properties of films were influenced by effective power used.
|
|
| |
|
|
Application of Scanning Probe Microscopy for the Study of Ultrathin Films and Nanostructures
Neuman, Jan ; Rezek, Bohuslav (referee) ; Mašláň, Miroslav (referee) ; Šikola, Tomáš (advisor)
Dizertační práce je obecně zaměřena na problematiku mikroskopie atomárních sil (AFM), a to jak vývoje částí těchto mikroskopů, tak i jejich obecnému využití v oblasti výzkumu povrchů, ultratenkých vrstev a nanostruktur. Na Ústavu fyzikálního inženýrství jsou vyvíjena zařízení umožňující aplikovat uvedenou mikroskopickou metodu. V těchto mikroskopech jsou využívány piezoelektrické motory pro zajištění pohybu vzorku a ladicích zrcátek v optickém detekčním systému. Práce se v části věnované vývoji AFM zabývá studiem parametrů řídicích pulzů za účelem optimalizace funkce těchto komponent. Měřením vlivu tvaru pulzů a opakovací frekvence byl jejich pohyb optimalizován z hlediska stability a rychlosti posuvu. V části věnované výzkumu povrchů byly experimentálně zkoumány morfologické změny ultratenkých vrstev zlata na povrchu oxidu křemičitého za zvýšených teplot. Bylo zjištěno, že vhodná povrchová modifikace způsobuje vznik preferenčních trhlin ve vrstvě zlata. Řízeným rozdělením polykrystalické vrstvy na oddělené oblasti je možné významně ovlivnit proces tvorby ostrůvků zlata vznikajících při žíhání. S využitím metod elektronové litografie je možná příprava uspořádaných polí zlatých ostrůvků o velikostech 50 – 400 nm. Dále bylo ukázáno, že zvýšením teploty žíhání na 1000 °C dochází k postupnému zanořování ostrůvků zlata do povrchu. Tento jev je pravděpodobně způsoben přesunem oxidu křemičitého z oblasti pod zlatým ostrůvkem do těsného okolí vzniklého kráteru, kde tvoří tzv. límec. V těchto studiích vedle metody AFM byla s výhodou používána rovněž elektronová mikroskopie (SEM).
|
|
|
Monitoring of the plasmachemical process using mass spectrometry
Ondra, Zdeněk ; Čáslavský, Josef (referee) ; Čech, Vladimír (advisor)
This bachelor thesis deals with plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and the use of mass spectrometry to monitor the processes in plasma during the deposition of thin film. Tetravinylsilane plasma was used in the process of forming a thin film on the silicon wafer. The background of the spectrometer, the residual gases in the plasma reactor at basic pressure were characterized and the plasma polymerization process was monitored. This process was monitored with increasing effective power (2-150 W). The obtained mass spectra were assigned and described in detail. The plasma species that showed the greatest change were then characterized as a function of time during film deposition.
|
guest ::
