|
|
Applications of metallic probe for the control of optical processes and near-field imaging
Gallina, Pavel ; Klapetek, Petr (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
The main subject of this master’s thesis are electromagnetic simulations using the finite element method (FEM) to investigate the influence of graphene on tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) and surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (SEIRA) and to inspect the sensitivity of the scanning near-field optical microscope (SNOM) probe to the components of electromagnetic field depending on the parameters of the probe (the aperture diameter in the metallic coating). First, the calculation of TERS system composed of a silver tip located above a gold substrate with a thin layer of molecules is carried out to understand the principles of TERS. Then the graphene layer is added on top of the molecules to examine its influence in visible (TERS) and infrared (SEIRA) region of the spectrum. The second part focuses on the calculations of energy flux through a metal coated glass fiber forming a SNOM tip interacting with the near-field of surface plasmon polaritons. Here, we consider a gold layer with four slits arranged in a square pattern on a glass substrate serving as a source of a surface plasmon polariton standing wave with spatially separated maxima of in-plane and out-of-plane electric field components.
|
|
|
Povrchové a mechanické vlastnosti a-CSi:H a a-CSiO:H vrstev
Plichta, Tomáš ; Shukurov, Andrey (oponent) ; Klapetek, Petr (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá přípravou a charakterizací tenkých a-CSi:H a a-CSiO:H vrstev připravených pomocí plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD). Tetravinylsilan (TVS) a jeho směsi s argonem a kyslíkem byly použity pro depozice vrstev jak na planární substráty, tak na svazky vláken. Hlavními charakterizačními technikami byla studována topografie vrstev, a to pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM), jejich mechanické vlastnosti pomocí nanoindentace a míra adheze vrstev k substrátu vrypovou zkouškou. Mezi další analyzované vlastnosti patřilo vnitřní pnutí či frikční koeficient. Zvláštní pozornost byla věnována adhezní práci a jejímu stanovení. Tyto znalosti byly dále aplikovány při přípravě povrchových úprav skleněných vláken a následně polymerních kompozitů. Ty byly testovány pomocí vytlačovacího testu a smykového testu krátkých trámečků. Na základě výsledků byly stanoveny vlivy depozičních podmínek a vztahy mezi studovanými vlastnostmi a veličinami.
|
|
|
Reliéfní difraktivní struktury pro optické elementy realizované pomocí elektronové litografie
Daněk, Lukáš ; Urban, František (oponent) ; Klapetek,, Petr (oponent) ; Kolařík, Vladimír (vedoucí práce)
Disertační práce popisuje postupy použité při optimalizaci vytváření reliéfních difraktivních struktur pro optické elementy pomocí elektronového litografu BS600 v laboratoři Elektronové litografie na Ústavu přístrojové techniky Akademie věd v Brně. Elektronový litograf BS600 byl na Ústavu přístrojové techniky Akademie věd v Brně vyvinut původně pro společnost Tesla v roce 1983, jeho vývoj však neustále pokračuje, jak je vidět i z publikací. Elektronový litograf BS600 je v dnešní době specifický urychlovacím napětím a světově jedinečným možností tvarovat svazek. Optimalizace vytváření reliéfních difraktivních struktur pro optické elementy bylo dosaženo návrhem a realizací algoritmů generujících data pro řízení svazku elektronů. Algoritmy byly založeny na získání popisu obecné difraktivní struktury a jeho převodu na data řídící pohyb, velikost, tvar svazku, a dobu expozice. Výhodné se pro generování dat pro řízení elektronového litografu ukázalo být využití matematického popisu čar struktur. Samostatnou část disertační práce tvoří popis algoritmu a jeho použití vytvořeného za účelem snížení časové náročnosti kalibrace expozičního pole Elektronového litografu BS600.
|
|
|
Návrh a sestavení laboratorního vzoru laserového deflektometru pro měření mechanického napětí v tenkých vrstvách
Šustek, Štěpán ; Klapetek,, Petr (oponent) ; Ohlídal, Miloslav (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá návrhem laboratorní verze přístroje pro měření mechanického napětí v tenkých vrstvách - laserového deflektometru, jeho konstrukčním řešením a ověřením funkčnosti. Vlastní text práce je členěn do pěti kapitol. První z nich se zabývá rozborem mechanického napětí a jeho vlivem na systém podložka - tenká vrstva. Druhá kapitola popisuje různé typy přístrojů běžně používané pro měření mechanického napětí v tenkých vrstvách, shrnuje jejich výhody a nevýhody. Ve třetí kapitole je prezentováno několik možných variant zmíněné přístroje, z nichž byla jedna vybrána pro realizaci. Čtvrtá kapitola se zaměřuje na konstrukční řešení přístroje, v páté kapitole jsou uvedeny výsledky experimentálního měření provedeného na přístroji pro ověření jeho funkčnosti.
|
|
|
Adhesion characterization of thin plasma-polymer films
Pálesch, Erik ; Klapetek, Petr (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
The diploma thesis deals with characterization of adhesion of plasma polymer films deposited on silicon wafers. The samples included organosilicon thin films based on tetravinylsilane monomer prepared by plasma-enhanced chemical vapour deposition. Scratch test was used to characterize film adhesion employing nanoindentation measurements. Adhesion of plasma polymer films of different mechanical properties and film thickness was analyzed by normal and lateral forces, friction coefficient, and scratch images obtained by scanning probe microscope working in atomic force microscopy mode.
|
|
|
Spatial confinement effects in metamagnetic nanostructures
Jaskowiec, Jiří ; Klapetek, Petr (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
New properties and effects caused by spatial confinement of materials have critical influence in many scientific and technical fields. Reduction of device sizes, increase of recording density and increasing process efficiency are current trends in electronic industry. In this work, the influence of spatial confinement on the metamagnetic phase transition in Iron-Rhodium (FeRh) is studied. The FeRh alloy exhibits a first order phase transition from the antiferromagnetic phase to the ferromagnetic phase. Using magnetic force microscopy in an out-of-plane magnetic field the phase domain structure is imaged and analyzed across the phase transition. Quantitative analysis of measured data is done using the height-height correlation function and its results are compared for different structure sizes and thin layer thicknesses.
|
|
|
Technologie přípravy hlubokých struktur v submikronovém rozlišení
Matějka, Milan ; Kuřitka,, Ivo (oponent) ; Mgr. Petr Klapetek Ph.D (oponent) ; Kolařík, Vladimír (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na výzkum a vývoj v oblasti vytváření mikrostruktur technologií elektronové litografie. V úvodní části je provedena rozsáhlá studie technologie elektronové litografie z pohledu fyzikálních principů, strategie zápisu a záznamových materiálů. Následuje popis fyzikálního principu metod leptání pro přenos reliéfních struktur do podložek nebo jejich prohlubování. Vlastní práce se zabývá inovativními postupy při modelování, simulaci, datové přípravě a optimalizaci technologických postupů. Přináší nové možnosti záznamu hlubokých binárních i víceúrovňových mikrostruktur pomocí elektronové litografie a metod plazmatického a reaktivního iontové leptání. Zkušenosti a znalosti z oblastí mikrolitografie a plazmatického i mokrého anizotropního leptání křemíku byly zužitkovány při návrhu procesu výroby nano strukturovaných membrán. Následovalo praktické ověření a optimalizace realizačního procesu přípravy těchto membrán
|
|
|
Surface analysis of xGnP/PEI nanocomposite
Červenka, Jiří ; Klapetek, Petr (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
This Diploma thesis deals with surface analysis of nanocomposite foil – polyetherimide matrix (PEI) reinforced by exfoliated graphite nanoplatelets (xGnP). The PEI foil without reinforcement and separate xGnP particles were also analysed. Samples of the nanocomposite and the PEI foil were etched for various times by argon plasma. Scanning electron microscopy (SEM) was used to characterize xGnP agglomerates dispersed over silicon wafer and pristine/etched samples of PEI foil and nanocomposite xGnP/PEI foil. Graphite nanoplatelets were identified at surface of etched nanocomposite foil. Atomic force microscopy (AFM) was used for surface topography imaging of separate nanoplatelets and those uncovered at the surface of etched nanocomposite. Surface roughness (root mean square, peak to peak) of etched nanocomposite increased with prolonged etching time. Atomic force acoustic microscopy (AFAM) was used to characterize elastic anisotropy of etched nanocomposite. Nanoindentation measurements were employed to characterize the local mechanical properties of PEI and nanocomposite foils.
|
|
|
Úprava konstrukce zařízení pro měření rozptylu laserového světla z drsných povrchů
Jaworková, Magdalena ; Klapetek, Petr (oponent) ; Ohlídal, Miloslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá konstrukční úpravou detekční části laboratorního přístroje pro měření topografie drsných povrchů – laserového goniometrického skaterometr (SM II). Konstrukční úprava vychází ze záměny doposud používaného detektoru za kvalitnější a rozměrnější detektor slepšími parametry pro měření. První část diplomové práce obsahuje teoretický základ nezbytný pro pochopení souvislostí skalární teorie difrakce směřením rozptylu monochromatického světla. Poukazuje na důležitost volby vhodných souřadnic detekce, jenž klíčově ovlivňují aberace detekovaného difraktovaného světla. Praktická část se věnuje vylepšení citlivosti detekční části skaterometru SM II používaného vLaboratoři koherenční optiky na ÚFI FSI VUT. Tato část obsahuje odůvodnění výběru daného detektoru, který předurčuje, jak použití optických prvků, tak celkovou konstrukci detekční části SM II .
|
|
|
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.