|
|
Experimental switching supply source with power GaN MOSFETs
Matiaško, Maroš ; Martiš, Jan (referee) ; Vorel, Pavel (advisor)
This master’s thesis deals with the design of the switching power supply on the principle of high frequency converter. The goal of this thesis is construction of converter which is using GaN MOSFET transistors and SiC diodes for switching. The converter uses two switch forward power supply topology. Unusually high switching frequency was chosen for the design with power transformer with open magnetic core. The outcome of this work is functional converter which is primarily intended for educational and demonstrational purposes. Multiple parts of this converter are divided into individual blocks, which can be further used for construction of other types of switching converters.
|
|
|
Development of Atomic- and Ion Beam Sources
Šamořil, Tomáš ; Lencová, Bohumila (referee) ; Mach, Jindřich (advisor)
The objective of this master thesis was to provide the optimization of an ion-atom beam source for the improvement of its properties. The improvement of the parameters increases the efficiency of the source during the deposition of gallium nitride ultrathin films (GaN) being important in microeletronics and optoelectronics. After optimization, the depositions of GaN ultrathin films on Si(111) 7x7 at lower temperatures (
|
|
|
Depositon Ga and GaN nanostructures on graphen substrate
Hammerová, Veronika ; Váňa, Rostislav (referee) ; Mach, Jindřich (advisor)
This diploma thesis is focused on deposition Ga and GaN structures on graphene fabricated by method of mechanical exfoliation. For mechanical exfoliation was used new method with using DGL Gel-Film with kinetically controlled adhesion. Ga is deposited by Molecular beam epitaxy with using eusion cell in UHV conditions. GaN was obtained by post-nitridation of Ga islands. These structures were investigated with optical microscope, SEM, Raman spectroscopy and photoluminiscence.
|
|
|
Inverter for electric supercharger with GaN transistors
Galia, Jan ; Pazdera, Ivo (referee) ; Martiš, Jan (advisor)
This master’s thesis deals with the design and realization of a functional sample power inverter for an electric compressor, which is used in hybrid cars. The electric compressor powered by the inverter is E-compressor by Garrett Advancing Motion. An inverter will be using modern High Electron Mobility Transistors which are based on gallium nitride (GaN). The purpose of this thesis is to find if GaN transistors can be used in E-boosting application.
|
|
| |
|
|
Reconstruction of ion gun and its application for deposition of thin films and nanostructures
Novák, Tomáš ; Mach, Jindřich (referee) ; Voborný, Stanislav (advisor)
This bachelor´s thesis deals with modification and experimental application of the ion device, generating and transporting nitrogen ion beam with energy in a range of 10-100 eV. Together with gallium effusion cell, this device can be used for deposition of gallium nitride (GaN) thin films. Nitrogen ion beam current significantly increased by shortening the optical part of the ion gun. A differential pumping provides the system with ultrahigh-vacuum conditions in the deposition chamber. Profiles of ion current density, appropriate for GaN depositions, were found by the optimization of potentials applied on electrodes of the ion gun. Due to increase of nitrogen-ion current, the depositon rate of the system raised from about tenth of nm/h to more than 10 nm/h. For experiments described in this paper, monocrystalline silicon (111) was used as a substrate. The effect of gallium and nitrogen ion fluxes on GaN growth was investigated, together with the effect of gold nanoparticles on a GaN growth. Thin films were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Several specific morphologies of thin films were observed.
|
|
|
Selective growth of GaN on SiN
Hulva, Jan ; Kolíbal, Miroslav (referee) ; Mach, Jindřich (advisor)
This bachelor's thesis deals with the selective growth of gallium and gallium nitride on silicon nitride (SiN) substrates. Thin silicon nitride layers are deposited on silicon substrates. Oxide structures are prepared by the local anodic oxidation method (LAO) on SiN substrates. These surfaces can be editionally modified by etching in hydrofluoric acid. Modified substrates are used for the deposition of gallium or gallium nitride under ultra-high vacuum conditions. Consequently, ordering of deposited material was studied in areas modified by LAO. Chemical state of layers is studied by X-ray photoelectron spectroscopy. Morphology of surfaces is measured by the atomic force microscope (AFM).
|
|
| |
|
|
Extended defects in Ga and Al nitrides
Vacek, Petr ; Holec, David (referee) ; Hospodková,, Alice (referee) ; Gröger, Roman (advisor)
III-nitridy běžně krystalizují v hexagonální (wurtzitové) struktuře, zatímco kubická (sfaleritová) struktura je metastabilní a má pouze mírně vyšší energii. Jejich fyzikální vlastnosti jsou silně ovlivněny přítomností rozsáhlých defektů, které jsou v těchto dvou strukturách od sebe odlišné. U wurtzitových nitridů se jedná primárně o vláknové dislokace. Některé vláknové dislokace tvoří hluboké energetické stavy v zakázaném pásu, kterými ovlivňují elektrické a optoelektronické vlastnosti těchto materiálů. Oproti tomu, kubické nitridy obsahují množství vrstevných chyb, které představují lokální transformace do stabilnější wurtzitové struktury. Cílem této práce je charakterizovat rozsáhlé defekty v obou krystalových strukturách pomocí elektronové mikroskopie, mikroskopie atomárních sil a rentgenové difrakce. Prokázali jsme, že vzorky GaN/AlN a AlN s orientací (0001) rostlé na substrátu Si (111) pomocí epitaxe z organokovových sloučenin obsahují velkou hustotu vláknových dislokací. Nejčastější jsou dislokace s Burgersovým vektorem s komponentou ve směru a wurtzitové struktury, následované dislokacemi s Burgersovým vektorem s komponentou ve směru a+c, zatímco dislokace s Burgersovým vektorem s c komponentou jsou relativně vzácné. Pravděpodobný původ vláknových dislokací je diskutován v souvislosti s různými mechanismy růstu těchto vrstev. Prizmatické vrstevné chyby byly nalezeny v tenkých nukleačních vrstvách AlN, ale v tlustších vrstvách již nebyly přítomny. Na rozhraní AlN / Si byla nalezena amorfní vrstva složená ze SiNx a částečně taky z AlN. Navrhujeme, že by tato amorfní vrstva mohla hrát významnou roli při relaxaci misfitového napětí. Analýza elektrické aktivity rozsáhlých defektů v AlN byla provedena pomocí měření proudu indukovaného elektronovým svazkem. Zjistili jsme, že vláknové dislokace způsobují slabý pokles indukovaného proudu. Díky jejich vysoké hustotě a rovnoměrnému rozložení však mají větší vliv na elektrické vlastnosti, než mají V-defekty a jejich shluky. Topografické a krystalografické defekty byly studovány na nežíhaných a žíhaných nukleačních vrstvách kubického GaN deponovaných na 3C-SiC (001) / Si (001) substrátu. Velikost ostrůvků na nežíhaných vzorcích se zvyšuje s tloušťkou nukleační vrstvy a po žíhání se dále zvětšuje. Po žíhání se snižuje pokrytí substrátu u nejtenčích nukleačních vrstev v důsledku difúze a desorpce (nebo leptání atmosférou reaktoru). Vrstevné chyby nalezené ve vrstvách GaN, poblíž rozhraní se SiC, byly většinou identifikovány jako intrinsické a byly ohraničené Shockleyho parciálními dislokacemi. Jejich původ byl diskutován, jako i vliv parciálních dislokací na relaxaci misfitového napětí. Díky velkému množství vrstevných chyb byly podrobněji studovány jejich interakce. Na základě našich zjištění jsme vyvinuli teoretický model popisující anihilaci vrstevných chyb v kubických vrstvách GaN. Tento model dokáže předpovědět pokles hustoty vrstevných chyb se zvyšující se tloušťkou vrstvy.
|
|
|
Step down DC/DC converter with high efficiency
Chudý, Andrej ; Cipín, Radoslav (referee) ; Procházka, Petr (advisor)
This bachelor's thesis deals with design and realization of several versions of DC/DC buck converter. The theoretical part of the bachelor's thesis is focused on the general analysis of DC/DC converters with a detailed description of the buck converters. Another part specializes in the analysis of the current state in this field, where the basic differences between the synchronous and diode rectifier are explained, electromagnetic interference and GaN transistors are described. Subsequently, the thesis involves the design and calculations of necessary parameters of the buck converter. Calculations are verified by simulation and subsequent production of the first prototype. The basic measurements are performed on the prototype. Detected deficiencies of the prototype are removed in version 1.0. In order to achieve higher efficiency, innovated version 2.0 and version with GaN transistors are produced. The thesis is finished by comparing created buck converters.
|
guest ::
