|
|
Thermal stability of sputtered yttrium oxide layers
Kršňák, Jiří ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Hégr, Ondřej (advisor)
This work deals with behavior of deposited yttrium oxide thin film after heat stress. Within solution thin yttrium oxide films were deposited at silicon substrates, which were exposed to various cycles of heat stress. Tested structures were investigated before and after heat stress in term of surface topography stability with the hepl of electron microscopy.
|
|
|
Detection of signal electrons in ESEM
Šváb, Martin ; Špinka, Jiří (referee) ; Jirák, Josef (advisor)
This bachelor's thesis deals with problems of environmental scanning electron microscopy and with detection of signal electrons at higher pressure in working chamber. In this thesis I will focus on comparison of detected signal level achieved under different working conditions.
|
|
|
Influence of working conditions on the signal level detected by BSE detector
Bednář, Eduard ; Zimáková, Jana (referee) ; Čudek, Pavel (advisor)
This thesis deals with the evaluation of the quality of the signal level of backscattered electrons detected by the scintillation backscattered electron detector depending on the working conditions in low vacuum scanning electron microscope. The theoretical part describes the issue of environmental scanning electron microscopy, the principle of generation the signal and detection of backscattered electrons. The experimental part of the thesis is to measure the properties of the scintillation detector of backscattered electrons. A series of experiments is evaluated the influence of working conditions on the stability and function of the detector of backscattered electron.
|
|
|
Nozzle separation valve design for rasterization electron microscope
Hoffman, Petr ; Navrátil, Václav (referee) ; Foltýnová, Dana (advisor)
The aim of the thesis is a design and subsequent construction of a vacuum separation valve for a scanning electron microscope. The introduction describes the functions of an isolating valve. The function of the scanning electron microscope is described in the overview of the current state of knowledge. The following chapters focus on conceptual designs of the valve, their descriptions, advantages and disadvantages. Based on the comparison, the most suitable solution was selected. A force analysis of the selected variant is also performed and described. The end of the thesis contains the whole structure design and processed drawing documentation.
|
|
|
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.
|
|
|
Fabrication and characterisation of plasmonic antennas on selected thin film with aim to get enhanced absorption due to presence of strong coupling
Vodička, Martin ; Kepič, Peter (referee) ; Liška, Jiří (advisor)
Strong coupling systems offer many important applications in various fields such as photonics, chemistry, nonlinear optics and others. This Bachelor's thesis focuses on the fabrication of metal plasmonic structures suitable for the formation of strong coupling between localized surface plasmon antennas and hexagonal boron nitride (hBN) thin film phonons in the infrared region. In the case of inducing a strong coupling, an increase in absorption should occur, which makes it possible to use this system to fabricate an infrared detector, the so-called microbolometer. The thesis summarizes important findings from electromagnetic field theory, describes the formation of strong coupling from the perspective of classical physics and gives examples of systems with strong coupling. Furthermore, the formation of surface plasmon polaritons and localized surface plasmons (LSPs) is theoretically described. Plasmonic antennas, their fabrication, applications and physical properties of hBN are described. In the practical part of the thesis, fabrication of plasmonic antennas under or on hBN thin film has been realized. The fabricated samples were characterized by scanning electron microscopy and the spectral response was measured by Fourier transform infrared spectroscopy. In the spectra, the absorption of hBN at 7.3 m was confirmed and additional transmittance minima corresponding to the presence of antennas were detected. The presence of a strong coupling between the LSPs antennas and the phonons of the native SiO2 layer was probably observed. Whether there was a strong coupling between the LSPs antennas and the hBN phonons cannot be inferred from the the obtained results.
|
|
| |
|
|
The influence of mechanical alloying on contamination of powder mixtures and bulk materials
Kubíček, Antonín ; Hadraba, Hynek (referee) ; Moravčík, Igor (advisor)
This thesis deals with the influence of process parameters on the contamination level of powder materials produced by mechanical alloying (MA) technology. For this purpose austenitic stainless steel 316 L and equiatomic CoCrFeNi high-entropy alloy (HEA) were prepared by high-energy ball milling. Both materials were milled in argon and nitrogen atmospheres from 5 to 30 hours. Spark plasma sintering method (SPS) was then used for consolidation of chosen powder samples. Chemical analysis of contamination within MA was carried out using combustion analysers for determination of carbon, oxygen, and nitrogen contents after different lengths of milling. Also differences in chemical composition of powder and corresponding bulk samples were measured. The microstructure analysis using scanning electron microscopy (SEM) of both powder and bulk materials was executed with focus on oxide and carbide presence and dispersion. Increasing content of carbon with increasing milling time was observed across all measured samples. This contamination is attributed to using milling vial made of tool steel AISI D2 (containing 1,55 wt. % of carbon). Increase of carbon content within consolidation using SPS was also observed. Milling of specimens using N2 as milling atmosphere caused higher contamination level in both AISI 316 L and HEA compared to milling in argon.
|
|
|
An investigation of novel electroceramic structures for new sensor applications
Nan, Bo ; Liedermann, Karel (referee) ; Milne, Steven (referee) ; Button, Timothy William (advisor)
Piezoelektrické keramické materiály jsou široce používány v mnoha aplikacích a průmyslových odvětvích, nicméně tradiční materiály obvykle obsahují olovo, které je toxické vůči životnímu prostředí. Většina zemí proto zavedla zákony a omezení, které postupně minimalizují spotřebu olova a podporují výzkum v oblasti bezolovnatých kompozic, které by nahradily olověné protějšky. Bezolovnatá piezoelektrická keramika se tak stala žhavým tématem v posledních letech. Nicméně výzkumy na praktické využití bezolovnatých piezoelektrických materiálů jsou jen zřídka publikovány. V této diplomové práci byl vybrán jeden z nadějných kandidátů na piezoelektrickou bezolovnatou keramiku (Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3 za účelem zkoumání metody snížení jeho vysoké teploty slinování pomocí dotování uhličitanem lithným, kde syntéza prášku byla připravená pomocí techniky sol-gel. Výsledky byly srovnány s konvenčním práškem syntetizovaným v pevné fázi. Vzorky vyrobené ze sol-gel prášku dopovaného 0.5% hmotn. uhličitanem lithným a slinované při 1300 °C po dobu 2 hodin vykazovaly d33 = 447 ± 9 pC N–1, teplotu Curie 98.7 °C a velikost zrn 7.0 ± 0.3 m. Další důležitou otázkou pro aplikace bezolovnatého piezoelektrického keramického materiálu je jeho výroba v různých konfiguracích. Použitím techniky odlévání pásky a aditivních výrobních postupů byla piezoelektrická keramika zpracována do tří různých konfigurací (2-2, 3-3 a 1-3), aby se překlenula mezera mezi materiálovými vědami a materiálovým inženýrstvím. Pro dolévání pásky byly použity suspenze na bázi oleje a vody. Pro přípravu neslinutých keramických fólií bez trhlin, byly pro odlévání na bázi oleje vyvinuty uhlíkové suspenze s obsahem pevných látek 25% hmotn. a BCZT suspenze s obsahem pevných látek 65% hmotn. Problém práškové hydrolýzy ve vodných suspenzích byl vyřešen povrchovou úpravou prášku Al(H2PO4)3, což umožnilo, aby byly tlusté vrstvy bez trhlin odlety v jednom kroku. Tlusté vrstvy slinované při 1500 °C vykazovaly relativní dielektrickou konstantu 1207, dielektrickou ztrátu 0.018 při 1 kHz, remanentní polarizaci 7.54 µC/cm2 a koercitivní síla intenzity pole (Ec) 0.23 kV/mm při 3 kV/mm. Pro tvarování BCZT v konfiguraci 3-3 a 1-3 byla použita přímá metoda tisknutí inkoustu. Pro správnou úpravu tiskového procesu byla použita inkoustová náplň s viskoelastickým chováním obsahující 41.6% obj. pevných látek BCZT a se zpracovatelskými přísadami (HPMC ~ 2.4% a PEI ~ 0.03%). Vzorky v konfiguraci 3-3, slinované při 1500 °C, vykazovaly nejvyšší dielektrické a piezoelektrické vlastnosti, kde Curieho teplota = 86 °C, tan = 0.021, remanentní polarizace = 4.56 µC/cm2 a d33 = 100 ± 4 pC/N. Vzorky v konfiguraci 1-3 slinované při 1500 °C, které byly smíchány s epoxidem, vykazovaly dielektrickou konstantu 144 a dielektrickou ztrátu 0.035 při 1 kHz. Tato práce popisuje tvarování bezolovnaté piezoelektrické keramiky s vynikajícími vlastnostmi v pokročilých strukturách jako krok k návrhu pro moderní senzorické a energy harvesting aplikace.
|
|
|
Design of secondary electron detector for ultrahigh vacuum electron microscope
Skladaný, Roman ; Zigo, Juraj (referee) ; Bábor, Petr (advisor)
In this master’s thesis, a mechanical design of an in-column secondary electrons (SE) detector is presented. It is an ultravacuum compatible fibre-scintillation detector designed for use in an ultrahigh vacuum scanning electron microscope (UHV SEM). The designed in-column SE detector was manufactured and tested upon overcoming R&D challenges. The first section of this thesis deals with theoretical basis needed for understanding of functional principles of UHV SEM system and means of SE’s detection. In the second section, mechanical design of the in-column SE detector is described. The last section describes functionality of the designed detector. Effectiveness of light shielding of the detector was tested and the detective quantum efficiency was measured. Finally, images created by the designed in-column detector and an in-chamber SE detector were evaluated and compared.
|
guest ::
