|
|
Využití měřicí metody SPM v technologii výroby krystalických solárních článků
Mojrová, Barbora ; Boušek, Jaroslav (oponent) ; Hégr, Ondřej (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá využitím technik mikroskopie atomárních sil (AFM) a mikroskopie Kelvinovou sondou (KPFM) ve výrobě solárních článků. Obě techniky zjišťují požadované vlastnosti povrchu pomocí silových interakcí mezi ním a hrotem, jež postupně skenuje celý povrch vzorku. Mikroskopie atomárních sil umožňuje trojrozměrné zobrazení struktury povrchu. Mikroskopie Kelvinovou sondou se využívá pro měření kontaktního potenciálu povrchu a vrstev těsně pod ním. V práci jsou popsána experimentální měření topografie pomocí AFM u monokrystalických i multikrystalických substrátů po různých procesech leptání. Pomocí KPFM byl měřen kontaktní potenciál na struktuře selektivního emitoru a na pasivačních a antireflexních vrstvách PSG, SiOX, SiNX a Al2O3. Všechny experimenty popsané v této práci probíhaly na pracovišti společnosti Solartec s.r.o. a plně korespondují se současnou technologií výroby krystalických solárních článků.
|
|
|
Metody SPM založené na sondách vyrobených z křemenného rezonátoru
Wertheimer, Pavel ; Sobotík, Pavel (oponent) ; Číp, Ondřej (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Dizertační práce je zaměřena na vývoj systémů mikroskopů s rastrující sondou, zejména na vývoj a implementaci technologie sond založených na křemenných rezonátorech. Sondy založené na křemenných rezonátorech mají v porovnání s běžnými křemíkovými cantilevery několik výhod. Jsou to především jejich speciální mechanické parametry a možnost elektrického vyčítání signálu odpovídajícího průhybu raménka. Díky elektrickému vyčítání lze sondy založené na křemenných rezonátorech snadno implementovat i do komplexnějších SPM aparatur. Práce pojednává o vývoji elektroniky univerzálního, jednoduše upravitelného řídicího systému pro měření SPM. Systém obsahuje komerční řídicí a oscilační jednotku, ostatní elektronické prvky (např. VN zesilovač a předzesilovače signálů pro měření SPM) jsou předmětem vývoje popsaného v této dizertační práci. Dále je v práci prezentován vývoj systému mikroskopu UHV LT SPM se sondou qPlus, který byl uskutečněn na Universität Hamburg. V rámci jeho vývoje byl navržen předzesilovač určený pro práci na teplotách kapalného helia. Třetím tématem dizertační práce je implementace technologie qPlus do mikroskopu UHV VT SPM určeného pro práci v UHV komoře s elektronovým rastrovacím mikroskopem. Navrženy byly sondy qPlus a univerzální předzesilovač pro zpracování signálů z křemenných rezonátorů. Na všech vyvinutých systémech byla provedena testovací měření.
|
|
|
Improvement of control and analysis techniques of a SPM model
Štefko, Marcel ; Nováček, Zdeněk (oponent) ; Šulc, Dalibor (vedoucí práce)
This Bachelor Thesis is focused on development of a model of an atomic force microscope (AFM). First part of the thesis is research of already existing analogies between macroscopic phenomena and phenomena connected to scanning probe microscopy. A suitable analogy was chosen and implemented into an existing AFM model. A single-board computer was integrated into the model to enable control without connecting an external computer. In final chapters, probe behaviour and analogies between the model and real atomic force microscopes are discussed.
|
|
|
Lokální optické a elektrické charakteristiky optoelektronických součástek
Škarvada, Pavel ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Lazar, Josef (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Konverze solární energie a miniaturizace polovodičových součástek a s tím spojená životnost, spolehlivost a účinnost zařízení jsou základní premisy této práce. Práce je zaměřena na studium a nedestruktivní diagnostiku optoelektronických součástek, především solárních článků. Ty jsou výhodné pro studium především proto, že mají přístupný pn přechod blízko povrchu a obsahují značné množství nehomogenit. Vzhledem k rozměrům nehomogenit bylo ještě donedávna obtížné zkoumat jejich lokální fyzikální (tj. elektrické a optické) charakteristiky, které by umožnily lépe pochopit jejich chování. Vybudování vlastního měřicí pracoviště, které splňuje specifické požadavky pro oblast měření lokálního optického vyzařování a lokálně indukovaného proudu, umožnilo dosáhnout lokalizaci a detekci nehomogenit s rozlišením přibližně 100 nm. Jádrem práce je charakterizace nedokonalostí s využitím nedestruktivních technik, a to nejen z makroskopického hlediska, ale především v mikroskopickém měřítku s využitím sondové mikroskopie. Nedílnou součást práce tedy tvoří studium problematiky charakterizačních technik pro optoelektronické součástky, studium mikroskopických technik, především sondových a problematika zpracování naměřených dat. Pro účely mikroskopické charakterizace je použit mikroskop se skenující sondou v blízkém optickém poli, který kromě morfologie povrchu umožňuje zkoumat také lokální optické, optoelektrické a elektrooptické vlastnosti struktur ve vysokém prostorovém rozlišení. Z makroskopického hlediska jsou v rámci práce zkoumány vzorky s využitím techniky lokálně indukovaného proudu, voltampérových charakteristik vzorků, emise ze závěrně polarizovaných vzorků ale i jejich teplotních závislostí. Společným využitím těchto technik je možné lokalizovat defekty a nehomogenity struktury, které byly následně podrobeny kompozitní analýze a dále zobrazeny s využitím elektronové mikroskopie. Mezi konkrétní výstupy práce patří specifikace možností využití nedestruktivních charakterizačních technik pro studium optoelektronických součástek a zvláště pak pro klasifikaci jejich defektů. Dále jsou formou metodiky popsány experimentální charakterizační techniky a postupy charakterizace defektů. Klíčovým výstupem je katalog objevených typů defektů, ve kterém jsou ukázány konkrétní defekty vzorků a jejich lokální vlastnosti v mikroskopickém měřítku společně s popisem jejich vlivu na celý vzorek.
|
|
|
Porovnání mikroskopických diagnostických metod
Veselý, Jakub ; Tihlaříková, Eva (oponent) ; Čudek, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá popisem a porovnáním diagnostických metod transmisní elektronové mikroskopie, rastrovací elektronové mikroskopie a mikroskopie atomárních sil. V úvodu práce je uveden popis jednotlivých diagnostických metod. Následuje experimentální část zabývající se diagnostikou vzorku feritické chromové oceli metodami rastrovací elektronové mikroskopie, mikroskopie atomárních sil, transmisní elektronové mikroskopie a vyhodnocením a interpretací naměřených výsledků. V závěru práce je uvedeno srovnání, výhody a nevýhody použitých diagnostických metod.
|
|
|
Příprava hrotů pro rastrovací tunelový mikroskop STM - statická a dynamická leptací metoda
Jonner, Jakub ; Spousta, Jiří (oponent) ; Kostelník, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zábývá konvenční statickou a dynamickou metodou elektrochemického leptání hrotů pro rastrovací tunelový mikroskop STM. Popisuje základní principy těchto dvou leptacích metod a konstrukční řešení zařízení pro leptání hrotů. V rámci této práce bylo provedeno rozsáhlé měření s cílem určit vliv leptacích parametrů na průběh a výsledek leptání. U konvenční statické metody byl testován vliv různé koncentrace roztoku KOH, hloubky ponoření konce wolframového drátu do leptacího roztoku a změny napětí. U dynamické metody byl testován vliv různé koncentrace roztoku KOH, velikosti průtoku a změny napětí. V závěru této práce jsou uvedeny ideální nastavení těchto parametrů a porovnány výsledky leptání pomocí statické a dynamické metody.
|
|
|
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.
|
|
|
Porovnání mikroskopických diagnostických metod
Veselý, Jakub ; Tihlaříková, Eva (oponent) ; Čudek, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá popisem a porovnáním diagnostických metod transmisní elektronové mikroskopie, rastrovací elektronové mikroskopie a mikroskopie atomárních sil. V úvodu práce je uveden popis jednotlivých diagnostických metod. Následuje experimentální část zabývající se diagnostikou vzorku feritické chromové oceli metodami rastrovací elektronové mikroskopie, mikroskopie atomárních sil, transmisní elektronové mikroskopie a vyhodnocením a interpretací naměřených výsledků. V závěru práce je uvedeno srovnání, výhody a nevýhody použitých diagnostických metod.
|
|
|
Analýza lokálních vlastností povrchu solárních článků
Lipr, Tomáš ; Macků, Robert (oponent) ; Škarvada, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá metodou optické mikroskopie v blízkém poli a jejího využití při zkoumání lokálních optických vlastností povrchové struktury solárních článků. Popisuje nejčastější artefakty vznikající při tomto měření. Věnuje se problematice měření elektrické odezvy solárního článku na lokální osvětlení povrchu solárního článku. V práci je řešena problematika řádkové synchronizace voltmetru s mikroskopem NTEGRA při měření elektrické odezvy.
|
|
|
Non-Destructive Local Diagnostics of Optoelectronic Devices
Sobola, Dinara ; Pína,, Ladislav (oponent) ; Pinčík,, Emil (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
To obtain novel materials for emerging optoelectronic devices, deeper insight into their structure is required. To achieve this, the development and application of new diagnostic methods is necessary. To contribute to these goals, this dissertation thesis is concerned with local diagnostics, including non-destructive mechanical, electrical and optical techniques for examining the surface of optoelectronic devices and materials. These techniques allows us to understand and improve the overall efficiency and reliability of optoelectronic device structures, which are generally degraded by defects, absorption, internal reflection and other losses. The main effort of the dissertation work is focused on the study of degradation phenomena, which are most often caused by both global and local heating, resulting in increased diffusion of ions and vacancies in the materials of interest. From a variety of optoelectronic devices, we have chosen two representative devices: a) solar cells - a large p-n junction device, and b) thin films - substrates for micro optoelectronic devices. In both cases we provide their detailed surface characterization. For the solar cells, scanning probe microscopy was chosen as the principal tool for non-destructive characterization of surface properties. This method is described, and both positive and negative aspects of the methods used are explained on the basis of literature review and our own experiments. An opinion on the use of probe microscopy applications to study solar cells is given. For the thin films, two interesting, from the stability point of view, materials were chosen as candidates for heterostructure preparation: sapphire and silicon carbide. The obtained data and image analysis showed a correlation between surface parameters and growth conditions for the heterostructures studied for optoelectronic applications. The thesis substantiates using these prospective materials to improve optoelectronic device performance, stability and reliability.
|
host ::
RSS.