|
|
Mikrosenzory plynů založené na samouspořádaných 3D nanovrstvách oxidů kovů
Pytlíček, Zdeněk ; Husák, Miroslav (oponent) ; Kolařík, Vladimír (oponent) ; Prášek, Jan (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá vývojem a výrobou mikrosenzorů plynů s využitím nové trojrozměrné (3D) nanostrukturované polovodivé vrstvy z oxidů kovů, která efektivně využívá výhod anorganických materiálů připravených snadno dostupnými elektrochemickými výrobními technikami bez použití litografie. Citlivá vrstva je vytvořena anodizací kovové dvojvrstvy Al/Nb naprášené na SiO2/Si substrátu skrze masku z porézní anodizované aluminy. Běžně se skládá z 200 nm tlusté vrstvy NbO2 propojující pole k ní kolmo orientovaných a prostorově oddělených Nb2O5 nanosloupků o šířce 50 nm, délce až 900 nm a celkovým počtem přibližně 8109 sloupkůcm-2. Nanosloupky fungují jako polovodivé nanokanálky jejichž rezistivita je vysoce citlivá na reakce probíhající na povrchu a rozhraní vrstvy. V rámci nového uspořádání senzoru byly na povrchu pole nanosloupků připraveny Pt nebo Au strukturované elektrody realizované pomocí běžných mikrotechnologických nebo elektrochemických depozičních technik, následované selektivním odleptáním vrstvy aluminy. Pro charakterizaci detekčních schopností byla struktura senzoru upevněna do standardního pouzdra TO-8 a elektricky propojena s využitím techniky drátového kontaktování. Elektrické charakterizace 3D nanovrstvy z oxidů niobu odhalily asymetrickou závislost vodivosti způsobenou Schottkyho bariérou vzniklou na rozhraní Pt/Nb2O5 nebo Au/Nb2O5. Při detekci vodíku a amoniaku byl zkoumán vliv struktury a složení citlivé vrstvy na elektrické a detekční schopnosti se zaměřením na citlivost, selektivitu, detekční limity a rychlost odezvy/zotavení. Rychlá a intenzivní odezva na H2 potvrdila potenciál využití 3D nanovrstvy z oxidů niobu jako citlivé vrstvy pro senzorické aplikace. Na počítači provedené mikrofluidní simulace difuze plynů do 3D nanovrstvy předpovídají možnost značného zlepšení detekčních schopností použitím perforované horní elektrody, a to optimalizací morfologie vrstvy, úpravou krystalické struktury a vhodnou úpravou návrhu elektrody. Předběžné experimenty prokázaly, že i další 3D nanovrstvy připravené z kovových dvojvrstev jako Al/W mají vysokou perspektivu při využití v pokročilých senzorických aplikacích. Techniky a materiály využité v této práci jsou vhodné pro vývoj technologicky jednoduchého, ekonomického a pro životní prostředí ohleduplného řešení mikro- a nanozařízení, kde použití definovaných nanokanálků pro nosiče náboje a povrchové reakce může přinést značné výhody.
|
|
|
Optické vlastnosti asymetrických plasmonických struktur
Babocký, Jiří ; Kolařík, Vladimír (oponent) ; Čechal, Jan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem rezonančních módů v asymetrických plasmonických strukturách. V první části jsou shrnuty základní teoretické modely pro popis rezonančních módů plasmonických nanostruktur. V další části je popsána technologie elektronové litografie. Experimentální část popisuje technologické procesy vedoucí k zlepšení výsledků elektronové litografie při použití lift-off zpracování. Poslední kapitola se zabývá studiem reflexních spekter plasmonických antén a identifikací jednotlivých nabuzených módů.
|
|
|
Optimalizace difraktivních struktur pro koncentrátorový fotovoltaický panel
Chalupa, Petr ; Šandera, Josef (oponent) ; Kolařík, Vladimír (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na možnosti koncentrování slunečního světla na křemíkové čipy, nebo pásky. Cílem práce je návrh a realizace koncentračního prvku, nebo systému, který bude založen na difrakční optice a optimalizován tak, aby dosáhl co možná největší účinnosti. Teoretická část obsahuje seznámení s problematikou fotovoltaiky a možnostmi koncentrování slunečního světla. Praktická část se zabývá návrhy optických mikrostruktur a jejich realizací pomocí elektronového litografu BS600. Mikrostruktury, vytvořené na křemíkových substrátech, nebo vylisované v průsvitných materiálech, jsou podrobeny laboratorním měřením. Pomocí nich se vyhodnocují a porovnávají jejich optické vlastnosti, což dává jistou zpětnou vazbu pro další optimalizace. U struktur určených pro průchod světla jsou provedeny testy s reálnými křemíkovými čipy, popř. pásky a mohou tak být vyhodnoceny komplexní vlastnosti zmenšeného prototypu fotovoltaického panelu.
|
|
|
High Efficiency n-type Monocrystalline Silicon Solar Cells
Mojrová, Barbora ; Kolařík, Vladimír (oponent) ; Poruba,, Aleš (oponent) ; Boušek, Jaroslav (vedoucí práce)
This dissertation is deals with searching and verifying of new processes contributing towards increase in efficiency of bifacial solar cells based on monocrystalline silicon n-type material. This work brings new knowledge about improvements in processes and methods used during its production at the ISC Konstanz. Within this work high efficiency n-type PERT (Passivated Emitter Rear Totally diffused) solar cells were made using standard mass-production facilities as in industrial production. This allows to show possibility of production high-quality n-type solar cells using almost the same equipment as for p-type solar cells. The efficiency increase was based on enhancing and balancing of individual production steps which were the same as in standard mass-production. Experiments described in this work vouch for the improvements in boron diffusion process, adjusting the passivation layer composition and its properties to new emitter design, and changes in metallization in term of using pure silver paste for emitter metallization, printing layout, and firing sequences. The structure and composition of ARC and passivation layer was investigated to reduce the process of Potential Induced Degradation (PID). The highest efficiency of the produced photovoltaics cells based on n-type material and made at standard process-line was 20. 9 %.
|
|
|
Řízení a diagnostika elektronového svazku pro pokročilé technologie
Zobač, Martin ; Kolařík, Vladimír (oponent) ; Průša, Stanislav (oponent) ; Lencová, Bohumila (vedoucí práce)
Práce se zabývá problematikou řízení a diagnostiky technologických zařízení využívajících elektronový svazek k lokalizovanému intenzivnímu ohřevu materiálu. Součástí práce je stručný popis elektronové svářečky MEBW-60/2, na jejíž konstrukci se autor v rámci své doktorské práce podílel. Hlavní důraz je kladen na analýzu vlastností vychylovacího systému elektronového svazku a měření rozložení proudové hustoty svazku - tzv. profilů svazku. Rozbor vlastností magnetického jednostupňového dvoosého vychylovacího systému se zabývá geometrickým zkreslením, hysterezí, stabilitou a dynamickým chováním. Jsou navrženy vhodné měřicí metody a případně i postupy ke korekci vad. Měření profilů přibližuje metodiku snímání příčných a podélných řezů svazkem pomocí postupného vzorkování lokální proudové hustoty svazku upravenou Faradayovou sondou. Je uvedeno následné zpracování naměřených dat a určení charakteristických parametrů svazku. Použitelnost uvedených metod pro praktické posouzení vlastností zařízení byla ověřena pomocí čtrnácti měření provedených na elektronové svářečce.
|
|
| |
|
|
SMV-2023-01: Reliéfní struktury na principu diftraktivní optiky
Horáček, Miroslav ; Kolařík, Vladimír ; Matějka, Milan ; Krátký, Stanislav ; Chlumská, Jana ; Meluzín, Petr ; Král, Stanislav
Výzkum a vývoj v oblasti fyzikální realizace grafických a optických struktur na principu difraktivní optiky prostředky elektronové litografie v záznamovém materiálu neseném křemíkovou nebo skleněnou deskou. Výzkum zahrnuje analýzu grafického resp. optického motivu, výzkum a aplikaci reliéfních struktur realizujících požadované grafické resp. optické vlastnosti, výzkum a modelování možností fyzikální realizace reliéfních struktur, vypracování a analýzu technologie realizace reliéfní struktury s ohledem na limity současných vědeckých přístrojů, ověření teoretických úvah expozicí vzorku reliéfní struktury.
|
|
|
SMV-2023-02: Reliéfní optické prvky pro tvarování světelných svazků
Horáček, Miroslav ; Kolařík, Vladimír ; Matějka, Milan ; Krátký, Stanislav ; Chlumská, Jana ; Meluzín, Petr ; Král, Stanislav
Výzkum a vývoj v oblasti reliéfních optických prvků pro tvarování světelných svazků, metrologie vzorků reliéfních optických prvků s využitím různých mikroskopických technik s ohledem na analýzu degradací reliéfu ve výrobních procesech, poradenství v oblasti litografických procesů se zaměřením na zápis elektronovým svazkem a následné replikační procesy. Návrh a optimalizace mikrooptických struktur pro různé konfigurace projektorových osvětlovacích systémů, metrologie vybraných optických mikrostrukturovaných reliéfů a analýza optické funkce, optimalizaci materiálů pro replikaci mikrooptických struktur, poradenství v oblasti replikace hlubokých mikrooptických prvků na různé optické povrchy.
|
|
| |
|
|
SMV-2023-05: DI2023
Matějka, Milan ; Krátký, Stanislav ; Meluzín, Petr ; Košelová, Zuzana ; Chlumská, Jana ; Horáček, Miroslav ; Kolařík, Vladimír ; Knápek, Alexandr
Výzkum se soustředí na zkoumání a vývoj precizních kalibračních vzorků s reliéfními strukturami. Tyto vzorky jsou koncipovány pro kalibraci parametrů ve skenovacích elektronových mikroskopech (SEM). Testovací vzory umožňují ověření kvality zobrazovaní danou mikroskopickou technikou jako je celkové zvětšení, velikost zorného, rozlišení, deformace zobrazení v laterárních osách a další geometrická zkreslení. Pro přípravku jsou využívány precizní litografické techniky a další techniky vycházející z technologií zpracování křemíku z polovodičového průmyslu. Vývoj byl zaměřen na optimalizaci záznamu leptacích masek před přenosem obrazu do monokrystalické křemíkové podložky.
|
host ::
RSS.