|
|
Analýza a modifikace tenkých vrstev pomocí iontových svazků
Jonner, Jakub ; Lörinčík, Jan (oponent) ; Bábor, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou a modifikací tenkých vrstev pomocí iontových svazků. První část diplomové práce nabízí úvod do teorie interakce iontů s pevnou látkou. Druhá část diplomové práce se věnuje hmotnostní spektroskopii sekundárních iontů (SIMS) a spektroskopii rozptylu iontů nízkých energií (LEIS). Tato práce poskytuje nejen základní informace o těchto dvou metodách, ale zabývá se také výhodami plynoucími z jejich spojení v paralelním módu hloubkového profilování. Tyto výhody (lepší hloubkové rozlišení LEIS profilů, kvantifikace metody SIMS) jsou demonstrovány na příkladu měření MoSi multivrstev. V rámci této diplomové práce byl také navrhnut nový UHV manipulátor, vybavený precizním krokovým UHV motorkem, který umožňuje, díky svým kompaktním rozměrům, pohodlnější a přesnější manipulaci paletky se vzorkem v omezeném prostoru UHV komory. Třetí část diplomové práce se zabývá možností transformace krystalové struktury metastabilních Fe vrstev na Cu(100) svazkem Ar+ iontů. Fe vrstvy s metastabilní fcc strukturou byly připraveny napařováním Fe v atmosféře CO (u 22 monovrstev tlustých Fe vrstev) a napařováním Fe spolu s invarem - Fe64Ni36 (u 44 monovrstev tlustých Fe vrstev). Změny krystalové struktury jsou studovány pomocí rastrovacího tunelového mikroskopu a pomocí difrakce pomalých elektronů. Tato práce se zaměřuje zejména na určení vlivu různých energií iontů a různých iontových dávek na tvorbu a růst bcc nanokrystalů, jejich konečný tvar a velikost. U Fe vrstev napařených spolu s invarem se pak tato práce zaměřuje na stanovení procentuálního množství Ni v Fe vrstvě potřebného pro depozici Fe vrstev s metastabilní fcc strukturou.
|
|
| |
|
| |
|
| |
|
|
Modernizace UHV manipulátoru pro metody SIMS a LEIS
Dao, Tomáš ; Polčák, Josef (oponent) ; Bábor, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce pojednává o konstrukci manipulátoru pracujícího v podmínkách ultravysokého vakua. První část práce je věnována původnímu návrhu manipulátoru se šesti stupni volnosti, jeho provedení a realizaci. Druhá část se zabývá úpravami manipulátoru. Diskutovány jsou výhody a nevýhody konstrukčních řešení a na základě provozu jsou navrženy úpravy manipulátoru a příslušenství. Hlavní pozornost je věnována návrhu řešení rotace vzorku pomocí krokového motorku pracujícího přímo v ultravysokém vakuu. V rámci úprav je také navržena a testována nová Faradayova sonda pro použití na manipulátoru. V poslední části je s využitím manipulátoru provedena strukturní analýza metodou LEIS ověřující funkčnost a spolehlivost komponent manipulátoru.
|
|
|
Initial Stage of Mutual Diffusion of Carbide in Iron
Čermák, Jiří ; Král, Lubomír
Initial stage of mutual diffusion close to carbon/iron interface was investigated in the present work. SIMS technique of concentration profiles enabled to study the carbon redistribution in the very early stages, when the diffusion process occurs – at least partly – in regions, where the carbon concentration exceeds the carbon concentration limit. It was observed that carbon diffusion coefficients are much lower under such conditions, than in Fe matrix with equilibrium carbon concentration. The measured carbon diffusion coefficients approached values reported for carbon diffusion in carbides.
|
|
|
Measurement of Carbon Diffusion Coeficient - Calibration of Sputter Depth
Král, Lubomír ; Čermák, Jiří
Depth profiling mode of MiniSIMS device was applied to diffusion measurement. Calibration of crater depth was done using shearing interference microscope Zeiss Epival Interphako (ZEI) and confocal mikroskope Olympus LEXT OLS3100 with atomic force microscopy (AFM) modul. The ZEI uses one of the classical interferometric measuring methods. Generally this method leads to results with considerable experimental error. AFM is a very high-resolution type of scanning probe microscopy, with typical resolution of the order of fractions of nanometers, which is more than 1000 times better than the optical diffraction limit. However, the results taken by ZEI were in agreement with much more precise results of surface profiling achieved by AFM. It was found, at given experimental conditions (Fe-rich matrix, Ga + primary ions, 5 kV/3nA, DWT=1), that the sputter rate is some 0.3 nm per a single sputter scan of the crater area (50x50 µm). This depth calibration with SIMS technique can be applied to the study of carbon diffusion in BCC iron as an example. Special technique was developed, which avoids radio-tracer measurements with C-14. Obtained results are lower than the extrapolated values, which may be due to limited solubility of carbon in iron.
|
|
| |
|
|
Low-temperature diffusion of carbon in iron measured by SIMS technique
Čermák, Jiří ; Král, Lubomír
Depth profiling mode of MiniSIMS device was applied to diffusion measurement. As an example, carbon diffusion in BCC iron was studied. There are sparse experimental diffusion data at temperatures below the eutectic horizontal (996 K). This is caused by the fact that direct measurement of carbon diffusion coefficient in ferrite at low temperatures is complicated by very low solubility of carbon. For practical purposes, the extrapolation of high-temperature data to low temperature region is usually used for estimation of diffusioncontrolled kinetics in ferrite alloys. Present work has shown that the SIMS technique can be applied to the study of carbon diffusivity in iron. Special technique was developed, which avoids radio-tracer measurements with C-14. Obtained results are lower than the extrapolated values, which may be due to limited solubility of carbon in iron.
|
|
|
Properties of Bi LMIS with ion clusters
Radlička, Tomáš
The ion beams used in SIMS are produced by liquid–metal ion sources (LMIS) which provide fine, optically bright ion beams even for low emission currents around 1 .mu.A or less. The typical energy of the primary beam varies from 10 to 40 keV. The properties of the LMIS are strongly limited by the effect of the Discrete Coulomb Interactions (DCI) near the source. The DCI increase the energy width (Boersh effect) and decrease the brightness of the source due to the trajectory displacement effect. Contrary to the Ga LMIS which contains mostly only Ga+ ions, in case of the Bi LMIS the ion beam consists of several ion types and clusters of ions with similar currents. Because each ion type has different charge and mass they will be accelerated to different velocities, which increase the number of interactions and decreases the quality of the source. The aim of this contribution is a simulation of the effect of the clusters on the source properties based on the MC simulation.
|
host ::
RSS.