|
|
Automatizace a řízení depozice multivrstev metodou IBS/IBAD
Pavera, Michal ; Sobota, Jaroslav (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá automatizací depozičního procesu metodou iontového naprašování a iontového naprašování za použití asistujícího iontového svazku. Práce obsahuje výkresovou dokumentaci mechanických úprav depoziční komory navržených za účelem ovládání clony substrátu a otáčení terče pomocí krokových motorů. Jsou prezentovány způsoby ovládání krokových motorů a řešeny problémy s jejich přesným nastavením. Dalším úkolem je návrh systému pro počítačové řízení depozičního procesu. Jsou diskutovány způsoby ovládání iontových zdrojů, měrky tlaku, průtokoměru, tloušťkoměru a jejich propojení s počítačem prostřednictvím sběrnice RS-232 a analogově digitálních převodníků. Dále je navržen ovládací program v programovacím nástroji LabVIEW, s jehož pomocí je možná automatická depozice multivrstev. Na závěr je provedeno testování automatické depozice a výsledky jsou komentovány.
|
|
|
Studium procesů během depozice tenkých organosilikonových vrstev
Flamíková, Kristýna ; Rašková, Zuzana (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tématem bakalářské je diagnostika plazmatu užívaného pro depozice tenkých vrstev na bázi organo-křemíkových sloučenin. Jako monomer byl využit tetravinylsilan (TVS), diagnostickou metodou byla optická emisní spektroskopie. V teoretické části jsou uvedeny základy optické emisní spektroskopie a základy výpočtu rotační, vibrační teploty a elektronové teploty plazmatu. Vlastní depozice probíhala v pulzním režimu s aktivním výbojem v poměru 1:4 až po 1:499. K čistému TVS bylo postupně přidáváno 10, 40 a 80% kyslíku, celkový průtok směsi činil vždy 0,5 sccm. V jednotlivých spektrech byly identifikovány čáry atomárního vodíku a celá řada rotačních čar odpovídajících molekule vodíku. Dále se podařilo ve spektrech identifikovat molekulární pásy SiH, CH a C2. Během depozice s přidáním kyslíku byly navíc identifikovány atomární čáry kyslíku a kontinuální záření s maximem okolo 550 nm. Z rotačních čar pásu 0-0 molekuly CH byla stanovena rotační teplota, která se pohybovala v rozmezí 1700 - 2100 K. Z atomárních čar vodíku byla stanovena teplota elektronů okolo 1800 K. Na základě zjištěných výsledků se podařilo částečně určit složení plazmatu a byly získány i některé jeho základní charakteristiky.
|
|
|
Topná membrána typu MEMS s nízkým příkonem
Svatoš, Vojtěch ; Pekárek, Jan (oponent) ; Hubálek, Jaromír (vedoucí práce)
Cílem této práce je realizovat MEMS topnou membránu s nízkým příkonem. Práce obsahuje základní body návrhu a přehled technologií, které jsou určeny pro výrobu těchto topných elementů. Jako výchozí struktura pro realizaci topné membrány byl vybrán typ závěsné membrány. Na závěr této práce je uveden detailní technologický postup, který byl použit při výrobě finálních struktur a experimentální ověření odolnosti proti teplotnímu namáhání.
|
|
|
Výroba a testování mikrobolometru či jiného infračerveného detektoru na bázi plazmonických antén
Děcký, Marek ; Gallina, Pavel (oponent) ; Liška, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem a výrobou infračervených detektorů. Mimo provedení rešeršní studie na dané téma a téma plazmoniky, mezi hlavní výsledky této práce patří návrh, výroba a testování takového detektoru. Konkrétně pak nechlazeného mikrobolometru využívajícího plazmonických antén k zesílení absorpce pomocí silné vazby, jež vzniká mezi lokalizovanými plazmony zlatých antén a fonony tenké dielektrické vrstvy oxidu křemičitého. Samotná výroba mikrobolometrů několika různých typů na křemíkovém substrátu byla provedena za pomoci elektronové litografie, optické litografie a technikami depozice tenkých vrstev. Jednotlivé mikrobolometry se lišily především tloušťkou vrstvy mezi teplotně citlivými meandry a anténami ale také rozměrem antén. U prvních dvou sad mikrobolometrů bylo k vytvoření meandrů využito titanu, u poslední sady byl titan nahrazen platinou. Měřením elektrického odporu byla zjišťována reakce mikrobolometru na viditelné a infračervené záření. Bylo zjištěno, že vyrobené mikrobolometry s titanovými meandry výrazně reagovaly na viditelné světlo poklesem odporu. To znamená, že se chovaly jako polovodič. Na infračervené záření také reagovaly poklesem odporu, ale až při teplotách černého tělesa nad 400 °C. Reakce na viditelné a infračervené záření nebyla až na jednu výjimku pozorována u mikrobolometru s platinovými meandry.
|
|
|
Diagnostika depozice tenkých vrstev připravovaných z dimethylphenylsilanu
Procházka, Michal ; Kudrle, Vít (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Cílem této práce je studium procesů probíhajících během depozice organokřemičitanových tenkých vrstev formou plazmové polymerace. Tenké vrstvy se v poslední době staly nejrozšířenějším způsobem povrchových úprav materiálů. Používají se jako ochranné a funkční vrstvy, mohou zvyšovat nebo snižovat adhezi k různým sloučeninám (např. k vodě), nebo jen zlepšit mechanické vlastnosti silnějších materiálů. Plazmové polymery, které nejsou známy moc dlouho, jsou moderním trendem ve vývoji depozice tenkých vrstev. Vykazují perfektní adhezi k substrátu a jsou vysoce odolné vůči většině chemikálií. Jejich struktura je poměrně odlišná od struktury klasických polymerů. V poslední době se jako prekurzory plazmových polymerů začaly používat organokřemičitany, protože křemík zabudovaný v jejich struktuře umožňuje depozici tenkých vrstev na skleněný substrát a organická část monomeru nám nabízí nekonečné možnosti modifikací. V našem případě jsme jako monomer použili dimethylfenylsilan (DMPS). Diagnostiku plazmatu jsme prováděli optickou emisní spektrometrií indukčně vázaného plazmatu a v jednom případě i kapacitně vázaného plazmatu. Touto metodou je možno stanovit složení plazmatu během depozičního procesu. A tím můžeme podle vstupních parametrů předpovědět i složení deponované tenké vrstvy. Z relativních populací jednotlivých fragmentů jsme schopni zjistit optimální nastavení pro depoziční proces. Je také možno spočítat teploty částic v plazmatu, což nám podá informace o energiích těchto částic. První část této studie se zabývá identifikací částic (fragmentů), které vznikly při fragmentaci monomeru v prostředí plazmatu. Ve spektrech jsme úspěšně identifikovali atomární čáry vodíku Balmerovy série. Byla detekována rovněž řada rotačních čar molekulového vodíku. Atomární uhlík se objevil pouze v malém množství. Daleko více uhlíku bylo zjištěno ve formě CH radikálu. Byly zachyceny i slabé čáry atomárního křemíku. Při použití směsi DMPS s kyslíkem byly ve spektrech přítomny i OH radikál a O2+. Dále bylo stanoveno optimální nastavení depozice pro jednotlivé fragmenty z jejich intenzit v optických emisních spektrech. S využitím těchto informací jsme schopni nastavit depoziční proces tak, aby nanášené vrstvy měly požadované složení a vlastnosti. Z Balmerovy série vodíku jsme spočítali elektronovou teplotu. Rotační teplota byla získána z pásu CH. Bohužel se ve spektrech nevyskytoval žádný vhodný radikál pro výpočet vibrační teploty. Všechny výsledky a informace získané během výzkumu mohou být nadále použity při průmyslových procesech plazmové polymerace a při vývoji nových povlaků a funkčních tenkých vrstev. Je možné, že se i další studie budou zabývat monomerem DMPS či jemu podobnými za účelem získání více vědomostí o procesech v plazmatu a tato práce může sloužit jako podklad pro další výzkum. Nicméně tato studie je i součástí mezinárodního projektu, jehož cílem je prozkoumat procesy během plazmové polymerace jak v teoretické, tak i v praktické rovině. Po dokončení bude projekt a jeho výsledky prezentovány ve vědecké literatuře a na mezinárodní konferenci.
|
|
|
Diagnostika depozice tenkých vrstev připravovaných z tetravinylsilanu
Flamíková, Kristýna ; Dvořák,, Pavel (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Tématem diplomové práce je diagnostika plazmatu užívaného pro depozice tenkých vrstev na bázi organo-křemíkových sloučenin. Tyto vrstvy mají široké využití jako ochranné povrchy materiálů nebo ochranná fáze při tvorbě vystužení skleněných vláken. V teoretické části jsou uvedeny základy optické emisní spektroskopie a hmotnostní spektroskopie a základy výpočtu rotační, vibrační teploty a elektronové teploty plazmatu. Při depozici byl jako monomer využit tetravinylsilan (TVS) v radiofekvenčním kapacitně buzeném výboji. Jako diagnostická metoda byla použita optická emisní spektroskopie a hmotnostní spektroskopie. Vlastní depozice probíhala v kontinuálním režimu při výkonech 20, 25, 40, 50, 60 a 70W a pulzním režimu s aktivním výbojem v poměru 1:1, 1:4 a 1:9 při výkonu 50 a 10 W. V jednotlivých spektrech byly identifikovány čáry atomárního vodíku Balmerovy série a celá řada rotačních čar odpovídajících molekule vodíku. Dále se podařilo ve spektrech identifikovat molekulární pásy SiH, CH a C2. Z rotačních čar pásu 0-0 molekuly CH byla stanovena rotační teplota, která se pohybovala v rozmezí 600 – 1000 K v závislosti na depozičních podmínkách. Z atomárních čar vodíku byla stanovena teplota elektronů v rozmezí 3600-7500 K. Souběžně s optickými emisními spektry byla snímána i in situ hmotností spektra TVS, která ukázala, že s klesajícím výkonem dodávaným do plazmatu v kontinuálním režimu klesá i fragmentace monomeru. Tyto výsledky potvrzuje i OES v případě radikálu CH a látek obsahujících vodík, jiné částice byly optickou emisní spektroskopií většinou neměřitelné. Stejné výsledky byly pozorovány v závislosti na výkonu dodávaném do aparatury. Dosažené výsledky jasně ukazují, že fragmentace monomeru klesá s klesajícím výkonem dodávaným do plazmatu. Přesné stanovení složení vzniklých vrstev je předmětem dalšího bádání a stejně tak i další popis parametrů plazmatu.
|
|
| |
|
|
Řízení depozičního procesu pomocí počítače
Pavera, Michal ; Voborný, Stanislav (oponent) ; Urbánek, Michal (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problematikou spojenou s návrhem automatizace depozice ultratenkých vrstev metodou IBAD. Jedním z úkolů bakalářské práce je návrh a realizace ovládání držáku substrátu a terče. Tato práce tedy obsahuje výkresovou dokumentaci úpravy manipulátorů držáku terče a ovládání clony, pro možnost jejich ovládání pomocí krokových motorů. Dalším úkolem je návrh elektrického a programového řízení primárního a sekundárního iontového zdroje. Je zde tedy popsáno řešení propojení celé aparatury s počítačem pomocí AD/DA převodníků a jejich vhodné naprogramování. V závěru jsou diskutovány rozdíly mezi manuálním a automatizovaným ovládání a také jejich klady a zápory.
|
|
|
Depozice tenkých vrstev pomocí iontového naprašování IBS/IBAD
Hudeček, Jan ; Pavera, Michal (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
Předkládaná bakalářská práce se zabývá návrhem a konstrukcí nového transportního držáku paletky, která je určena pro depoziční aparaturu ústavu fyzikálního inženýrství, nazývanou jako „Kaufmann.“ Aparatura slouží k depozici tenkých vrstev pomocí iontového naprašování. Úvodní kapitoly práce pojednávají o možnostech výroby tenkých vrstev, způsobu jejich růstu a úvodu do problematiky fyziky vakua a vakuových zařízeních. Následující kapitola je věnována stávající depozici a stávajícímu depozičnímu zařízení Kaufmann. V další kapitole je popis konstrukčního řešení nového držáku paletky a paletky samotné spolu i s příslušenstvím. Poslední kapitola je věnována kalibraci a optimalizaci depozice s novou paletkou.
|
|
|
Příprava a analýza vláknových sond pro holografický mikroendoskop
Černá, Eliška ; Průša, Stanislav (oponent) ; Jákl, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou a analýzou vláknových sond pro holografický mikroendoskop. Vlákna jsou specificky broušena a pomocí depozice tenkých vrstev je na ně nanášena odrazná vrstva hliníku nebo stříbra. Vlastnosti těchto nanesených vrstev jsou dále zkoumány a vyhodnocovány pomocí AFM, profilometru a měřící aparatury pro zhodnocení odrazivosti. Z naměřených dat je vytvořen protokol, který popisuje výrobu vláknových sond s optimálními parametry pro holografickou mikroendoskopii. Takto vytvořené vláknové sondy by mohly mít přínos v diagnostice neurodegenerativních onemocnění jako je Alzheimerova nebo Parkinsonova choroba.
|
host ::
RSS.