|
|
Functional Tungsten-based thin films and their characterization
Košelová, Zuzana ; Horáková, L. ; Sobola, Dinara ; Burda, Daniel ; Knápek, Alexandr ; Fohlerová, Z.
Anodizing is a technique by which thin oxide layers can be formed on a surface. Thin oxide layers have been found to be useful in a variety of applications, including emitters of electrons. Tungsten is still a common choice for cold field emitters in commercial microscopy applications. Its suitable quality can be further improved by thin film deposition. Not only the emission characteristic can be improved, but also the emitter operating time can be extended. Tungsten oxide is known for its excellent resistance to corrosion and chemical attack due to its stable crystal structure and strong chemical bonds between tungsten and oxygen atoms. Many techniques with different advantages and disadvantages have been used for this purpose. Anodization was chosen for this work because of the controllable uniform coverage of the material and its easy availability without the need for expensive complex equipment. The anodizing process involves applying an electrical potential to tungsten while it is immersed in an electrolyte solution. This creates a thin layer of tungsten oxide on the surface of the metal. The thickness and properties of the resulting oxide layer can be controlled by adjusting the anodization conditions, such as the electrolyte solution, voltage, and the duration of the process. In this work, H3PO4 was used as the electrolyte to test whether these tungsten oxide layers would be useful for electron emitters, for use in electron guns and other devices that require high-quality electron emitters. The properties were evaluated using appropriate techniques. In general, anodization of tungsten to form thin layers of tungsten oxide layers is a promising technique for producing high quality electron emitters.
|
|
|
Influence of High Concentration of Silica Nanoparticles on the Dielectric Spectra
Soud, Ammar Al ; Daradkeh, Samer ; Knápek, Alexandr ; Liedermann, Karel ; Holcman, Vladimír ; Sobola, Dinara
In the presented work, we report the dielectricbehavior of epoxy–silicon oxide composites in the temperaturerange 240– 300 K, over the frequency range 10-2 Hz – 107 Hz. Themeasuring apparatus was based on the Novocontrol AlphaAnalyser and the measured data were analyzed and interpretedusing the Havriliak – Negami equation. The master curves of thereal part of permittivity and the dielectric loss number wereobtained by time–temperature superposition principle, and theresults showed that the nano-composite had a much higher lossfactor. Through the analysis of the origin of the dielectric responsein epoxy/silica composite, the reason for the different dielectricrelaxation behaviors of the nano-composite, and the pure epoxywas discussed.
|
|
|
Field emission characteristics and analysis of chargé flow through graphite based cathodes
Allaham, Mohammad M. ; Burda, Daniel ; Sobola, Dinara ; Knápek, Alexandr
This paper studies the performance of differenttypes of graphite cathodes when operated as field emissionelectron sources. The tested cathodes were prepared in theform of bulk polymer graphite, bulk pure graphite, and polymergraphite coated with thin layer of insulating material(epoxy resin). The obtained results include X-Ray photoelectronspectroscopy analysis, scanning electron micrographs, the fieldemission microscope patterns and current-voltage characteristics,and the orthodoxy test analysis results. The importance of thisstudy is summarized in following the pursuit of finding cheapand green electron sources. Moreover, to present a new exoticfield emission behavior in the form of emission pulses.
|
|
|
Výroba polymerních optických prvků a jejich analýza elektronovou mikroskopií
Motlová, Tereza ; Sobola, Dinara (oponent) ; Pokorná, Zuzana (vedoucí práce)
V dnešní době se zvyšuje poptávka po součástkách, které jsou kvalitní a výkonné, ale zároveň co nejlehčí a nejlevnější. Tyto požadavky v optice splňují mikrooptické prvky. Cílem práce je navrhnout a vyrobit polymerní mikrooptický prvek pro korekci aberací spektroskopu typu Czerny-Turner, který byl zkonstruován na Ústavu přístrojové techniky AV ČR, v. v. i.. K návrhu byl použit software pro optické návrhy ZEMAX OpticStudio ver. 21. Výroba proběhla kombinací metod dvoufotonové polymerace a nanoimprintové litografie. Kvalita povrchu, profilu a kontrola vad byla provedena na konfokálním mikroskopu a na rastrovacím elektronovém mikroskopu. Funkce mikrooptického prvku byla otestována zakomponováním do zmíněného spektroskopu.
|
|
|
3D analýza biologických vzorků pomocí elektronové mikroskopie s fokusovaným iontovým svazkem
Petrovský, Jan ; Sobola, Dinara (oponent) ; Hrubanová,, Kamila (vedoucí práce)
Porozumění trojrozměrné informaci biologických mikroskopických struktur je jednodušší a intuitivnější než setu dvojrozměrných obrázků. Cílem této diplomové práce je vytvoření 3D modelu bakterie Rubrum rhodospirillum, který umožní pozorování strukturálních změn s ohledem na celý experiment. Pro úspěšné zobrazení buněk je nezbytná fixace jejich ultrastruktury. V našem případě je použita chemická fixace s následným kontrastováním těžkými kovy a zalitím do pryskyřice. Konečnému nasnímání kvalitního datasetu pro vytvoření trojrozměrného modelu předchází optimalizace parametrů nasnímání obrazu. Důraz je kladen především na parametry použitého elektronového a iontového svazku. V práci je srovnáno několik různých nastavení mikroskopu a otestován jejich vliv na výsledný obraz. Následně je pomocí softwaru Auto Slice and View 4 nasnímáno několik datasetů a provedena segmentace celých buněk a polymerních granulí z polyhydroxybutyrátu (PHB) nacházejících se uvnitř buněk. Z takto upravených dat, byl pomocí vybraných rekonstrukčních technik vytvořen 3D model bakterií ve sledovaném objemu.
|
|
|
NÁVRH, TECHNOLOGIE DEPOZICE A CHARAKTERIZACE OPTICKÝCH TENKÝCH VRSTEV PRO SPECIÁLNÍ APLIKACE
Oulehla, Jindřich ; Kozák,, Martin (oponent) ; Žídek,, Karel (oponent) ; Sobola, Dinara (vedoucí práce)
Fyzikální jevy vyplývající z optiky tenkých vrstev jsou známé již několik století. To nejstarší, co lze považovat za moderní optiku tenkých vrstev, byl objev jevu, kterému dnes říkáme Newtonovy kroužky. Vysvětlení tohoto jevu je dnes považováno za velmi prosté, totiž že jde o interferenci světla na tenké vrstvě o proměnné tloušťce. Ovšem ve své době se jednalo o jev, jehož vysvětlení (spolu s dalšími pozorováními Isaaca Newtona) nebylo vzhledem k úrovni rozvoje optiky možné po dalších 150 let. Pro odvětví optiky tenkých vrstev byla významná především práce Augustina Jeana Fresnela, který zkombinoval výsledky Youngova experimentu s dvojitou štěrbinou a Huygensovy představy o šíření světla do jedné teorie difrakce. Fresnelovy zákony, kterými se řídí amplituda a fáze světla odraženého nebo prošlého přes rozhraní jsou zásadní. Tyto znalosti spolu s objevy jeho současníků (např. Siméon Denis Poisson) a následovníků (zejména James Clerk Maxwell) tvoří základní teorii optiky tenkých vrstev. Technologie tenkých optický vrstev zaznamenala velký rozvoj ve třicátých letech minulého století. Ačkoli principy naprašování pocházejí již z poloviny devatenáctého století a principy vakuového napařování přibližně z přelomu století devatenáctého a dvacátého, nebyly tyto techniky považovány za užitečné výrobní postupy zejména kvůli nedostatku vhodných čerpacích systémů. Byl to až výzkum v oblasti difuzních vývěv (olejů) na začátku třicátých let, který tyto techniky učinil užitečnými. Od té doby došlo k významnému technologickému rozvoji těchto technik, zejména ke konci minulého století. Ve stejné době se začaly objevovat nové požadavky na vlastnosti optických tenkých vrstev. Bylo žádoucí, aby splňovaly nejen požadavky na propustnost, odrazivost a nízkou absorpci, ale také například na odolnost vůči laserovému záření o velkých intenzitách. V oblasti technologie optiky tenkých vrstev je tak stále prostor pro další vývoj nejen v hledání nových materiálů nebo technologických postupů, ale také ve speciálních aplikacích postupů již zavedených.
|
|
|
Defectoscopy of thin polymer layers using computer vision
Podstránský, Jáchym ; Sobola, Dinara (oponent) ; Knápek, Alexandr (vedoucí práce)
In the electron beam lithography process, one of the first steps is to coat the substrate, the wafer, with a thin layer of polymer resist. During the coating process, defects occur that can affect the exposure and therefore the functionality of the final nanostructure. By checking the quality of the deposited resin prior to exposure, these defect sites can be avoided. This process can be done manually using a light microscope, but it is a time consuming process. In the framework of this bachelor thesis, a device has been developed that can detect these defects automatically. It is a rasterising device that, by combining two stepper motors and an optical camera, takes images of the desired area of the wafer and then analyses these with the help of artificial intelligence. The user is then provided with a document in which the size, position and type of each defect found is recorded.
|
|
|
Analysis and characterisation of spirally-arranged field-emission nanostructure
Ondříšková, Martina ; Sobola, Dinara (oponent) ; Knápek, Alexandr (vedoucí práce)
Cathodes containing arrays of high aspect ratio field emitters are of great interest as sources of electron beams for vacuum electronic devices. The desire to maximize current and current density leads to the design of denser arrays. However, denser arrays lead to undesirable field shielding effects caused by the presence of surrounding emitters in the array. To reduce the shielding effect and thus maximize the field enhancement, an array of emitters was designed with an arrangement inspired by the natural phenomenon of phyllotaxis. The structure thus designed was created using electron beam lithography and reactive ion etching to form micropillars. A black silicon etching technique was used to create ultra-sharp tips with a radius in the order of tens of nanometers on the top of each micropillar. Analysis of the sample topography was performed by Scanning electron microscopy. Ultraviolet photoelectron spectroscopy was used to determine the work function. To find out the emission properties of the fabricated structures, a Field emission microscope was constructed and its electron gun was modified to experimentally use the fabricated structure as the cathode. A Murphy-Good plot was used to analyze the field emission data, to which the orthodoxy test was applied to check the validity of the experimental I-V data. Current stability measurement was performed to observe current fluctuations.
|
|
|
Structural and electrical properties of PVDF-CNT composite
Misiurev, Denis ; Dallaev, Rashid (oponent) ; Sobola, Dinara (vedoucí práce)
Electrospininig has been proven one of the most popular and widely spreaded method of producing high quility of vibers with required parametrs. The quality and morfology of produced vibers is based on many parametrs such as humidity, doses of material, applied voltage etc. Limitations of ceramic piezomaterials (brittleness, toxicity of lead-containing samples, difficulties of complicated shapes preparations, etc.) forced the research in the field of piezoelectric polymers. One of them is polyvinylidene fluoride (PVDF). It could be prepared in various forms: thin films, bulk samples, fibers. PVDF fibers attract the most attention because of high flexibility, lightweight, mechanical stability, chemical inertness. Properties of PVDF fibers can be tuned using dopant material: ceramic particles, metal nanoparticles, graphite materials as graphene oxide or carbon nanotubes (CNT).
|
|
|
Characterization of PVDF material in nanoscale resolution
Pisarenko, Tatiana ; Dallaev, Rashid (oponent) ; Sobola, Dinara (vedoucí práce)
This work deals with the characterization of nanofibers based on polyvinylidene fluoride. The focus is on the piezoelectric properties of the fiber, which are studied by piezoelectric force microscopy. Thus, two types of different samples were measured, which differed in the fabrication parameters. The differences in the fibers in their phase composition were also investigated using Raman spectroscopy and Fourier-transform infrared spectroscopy. Chemical analysis of the surface and its state was performed using X-ray photoelectron spectroscopy. The different arrangement of the nanofibers together with their cross-section was observed by a scanning electron microscope using focused ion beam. The wettability and contact angle of the surface of the samples with demineralized water were also examined. It was found that the higher speed of the roller during the electrospinning process has a very significant effect on their arrangement and thus on the parameters affecting the formation of the piezoelectric effect and other material properties.
|
host ::
RSS.