|
|
Příprava řezů vzorků a jejich analýza metodou SIMS
Karlovský, Juraj ; Pechal, Radim (oponent) ; Bábor, Petr (vedoucí práce)
Táto práca sa zaoberá možnosťami štúdia polovodičových súčastok pomocou metódy SIMS s dôrazom na testovanie rôznych parametrov merania a rôznych spôsobov prípravy vzoriek. V rámci tejto práce bol navrhnutý a otestovaný držiak vzorky kompatibilný s používaným zariadením ToF-SIMS$^{5}$ od spoločnosti IONTOF, ktorý je schopný nakláňať vzorky o definovaný uhol voči vodorovnej rovine. Tento držiak umožňuje opracovávanie vzoriek v hlavnej komore zariadenia ToF-SIMS$^5$ bez nutnosti presunu vzorky medzi zariadeniami a držiakmi. Tento držiak bol použitý opracovaniu hrany vzorky TIGBT tranzistora a zobrazeniu hrany krátera predchádzajúceho merania. Na TIGBT tranzistoroch boli zobrazované vnútorné štruktúry preparované rôznymi spôsobmi. Ďalej boli optimalizované parametre merania tenckých vrstiev na molybdén-kremíkovom multivrstvovom R\"{o}ntgenovom zrkadle a na indiových multivrstvách v GaN, kde bol pozorovaný vplyv teploty vzorky behom merania SIMS na výsledné hĺbkové proifly.
|
|
|
Towards highly-doped Ge and ZnO nanowires: Growth, characterization and doping level analysis
Pejchal, Tomáš ; Mikulík,, Petr (oponent) ; Grym,, Jan (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Highly-doped semiconductor nanowires represent a promising class of nanostructures with prospective applications in electronics, optoelectronics or bio-sensing. This thesis is focused on the growth and in-depth characterization of germanium and zinc oxide nanowires, with the aim of acquiring high doping levels. The first part of the thesis deals with the growth of germanium nanowires via the vapour–liquid–solid (VLS) process. Several factors impacting the nanowire growth and morphology are described – the composition of the catalytic particle, the role of surface adsorbates and the incorporation of atoms from the catalyst into the nanowire. The nanowires are grown from gold nanoparticles either in ultra-high vacuum (the MBE-like process) or in the presence of atomic-hydrogen vapour (mimicking the CVD process), resulting in dissimilar nanowire morphology and growth direction. The combined effect of atomic hydrogen adsorption and gold catalyst spreading is revealed – being the key element explaining the difference in nanowire morphology when MBE and CVD growth techniques are utilised. Further, the Ge nanowire growth from group-III-containing catalysts is studied, with the intention of doping the nanowires via the incorporation of atoms from the catalyst droplet. The in-situ prepared alloyed Au–Ga catalyst is found to be applicable for germanium out-of-plane nanowire growth – although the catalyst stability is lower than for pure Au. Despite a high dopant concentration in the catalyst, no gallium incorporation into the nanowire is observed. Hence, this method of nanowire doping is proved unsuitable for the material system selected. The third part of the thesis covers the characterization of ZnO nanowires and the development of a protocol for their diffusional doping with gallium. The impact of nanowire annealing on the concentration of oxygen vacancies (VO) is demonstrated – annealing in H2O2 gas decreases the VO concentration, compared with annealing in high vacuum. Further, Ga incorporation into ZnO nanowires is documented with in-situ SEM when annealed above 350 °C. Moreover, gallium-induced decomposition of ZnO nanowires is observed above 450 °C. The concentration and spatial distribution of Ga within the nanowires is assessed using STEM EDS and a theoretical model for Ga diffusion. The correlation between the VO concentration and the Ga incorporation into ZnO is found. Gallium concentration in the order of 10^21 cm^-3 is reached in the nanowires – demonstrating the suitability of the presented diffusional-doping method for achieving high Ga doping levels needed for prospective bio-sensing applications in the IR region.
|
|
|
Mechanické vlastnosti dopovaných piezokeramických materiálů na bázi BaTiO3
Zeman, Dominik ; Chlup, Zdeněk (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
Táto diplomová práca sa zaoberá štúdiom základných fyzikálnych, mikroštruktúrnych a mechanických vlastností dopovaných piezokeramických materiálov na bázi BaTiO3 pripravených pomocou elektroforetickej depozície. Ako dopanty boli použité oxidy kovov vzácnych zemín, tj. Eu2O3, Er2O3, CeO2, Dy2O3 a Tb4O7 v množstvách 1, 3 a 5 hm.%. Na vzorkách bol skúmaný vplyv druhu dopantu a jeho obsahu na hustotu, fázové zloženie, strednú veľkosť zrna, tvrdosť, lomovou húževnatosť, modul pružnosti a pevnosť v ohybe. Správnou voľbou dopantu bolo možné zvýšiť relatívnu hustotu spekaných vzoriek, znížiť priemernú veľkosť zrna, zvýšiť tvrdosť, modul pružnosti, lomovú húževnatosť a pevnosť v ohybe. Boli dosiahnuté relatívne hustoty až 99,2 %, veľkosť zrna pod 1 m, tvrdosť až 13,1 GPa, modul pružnosti až 199 GPa, lomová húževnatosť nad 1 MPa·m1/2 a ohybovú pevnosť nad 115 MPa.
|
|
|
Studium segregace manganu v Mn dopovaných transparentních keramikách na bázi oxidu hlinitého
Pišťák, Jan ; Maca, Karel (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou Al2O3 keramiky dopované manganem, studiem základních fyzikálních a mikrostrukturních vlastností a popisem kinetiky rozpouštění manganu v matrici Al2O3. Metodou slip casting byla úspěšně připravena Al2O3 keramika a Al2O3 keramika dopovaná 1 a 5 at.% Mn3O4 s různou velikostí částic dopantu. Připravené keramické materiály byly slinuty na teplotách 1100 a 1150 °C s různou dobou výdrže. U slinutých vzorků byl sledován vývoj hustoty v závislosti na parametrech přípravy a volbě teplotního cyklu. Pozorováním mikrostruktury bylo zjištěno, že i při relativně nízké teplotě dochází k rozpouštění rychlému rozpouštění dopantu v Al2O3 matrici, přičemž ve vzorcích obsahující 1 at.% Mn3O4 byl tento dopant již kompletně rozpuštěn. V případě vzorků s koncentrací 5 at.% Mn3O4 byla v matrici identifikována spinelová fáze. Navíc bylo zjištěno, že u některých vzorků docházelo k vydrolování nezreagovaných částic dopantu z matrice během keramografického zpracování. Cíl bakalářské práce tedy nemohl být bezezbytku naplněn, tj. kinetika rozpouštění dopantu nemohla být z objektivních důvodů studována.
|
|
|
Interakce pomalých elektronů s grafenovými polem řízenými tranzistory
Vysocký, Filip ; Kunc, Jan (oponent) ; Čechal, Jan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na přípravu grafenových polem řízených tranzistorů, charakterizaci jejich transportních vlastností v UHV podmínkách a popis vlivu svazku nízkoenergiových elektronů na transportní vlastnosti těchto přístrojů. Teoretická část práce pojednává o metodách výroby grafenu, jejich přenosu na cílový substrát k přípravě grafenových polem řízených tranzistorů, dále jsou zde popsány modely dotování grafenu založené na elektrostatické interakci a osvitu svazkem fotonů nebo elektronů. Experimentální část práce je založena na přípravě grafenových polem řízených tranzistorů k popisu změn transportních vlastností těchto systémů vlivem dotování grafenových vrstev nízkoenergiovým svazkem elektronů v závislosti na energii a proudu svazku.
|
|
|
Příprava a vlastnosti dopovaných piezokeramických materiálů na bázi BaTiO3
Mařák, Vojtěch ; Chlup, Zdeněk (oponent) ; Drdlík, Daniel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá přípravou dopovaných piezokeramických materiálů na bázi BaTiO3 pomocí elektroforetické depozice. Jako dopantů bylo použito pět oxidů kovů vzácných zemin, tj. Er2O3, Dy2O3, Eu2O3, Tb407 a CeO2 v množstvích 1, 3, a 5 hm. %. Připravené depozity byly hodnoceny z hlediska metodiky přípravy, vysokoteplotní dilatometrie, rentgenové difrakce, relativní hustoty, střední velikosti zrn, tvrdosti a fraktografické analýzy. Studií dilatometrických křivek bylo popsáno slinovací chování a jeho změny při různém složení materiálu. Rentgenovou difrakční analýzou byla zjištěna tetragonální fáze u všech vzorků, přičemž tetragonalita krystalické buňky BaTiO3 klesala s obsahem dopantů. Vhodnou volbou dopantu bylo možné výrazně zvýšit relativní hustotu slinutých vzorků, jejich tvrdost a zároveň zamezit hrubnutí mikrostruktury při tepelném zpracování. Bylo dosaženo relativní hustoty až 98 %, střední velikosti zrn pod 1 m a tvrdosti přes 10 GPa. Analýzou lomových ploch bylo zjištěno, že pro většinu studovaných materiálů byl mód lomu transkrystalický, pouze u vzorků dopovaných oxidem ceričitým se jednalo o lom smíšený. Ze získaných poznatků bylo identifikováno vhodné složení materiálu pro plánované použití ve vrstevnatém piezokeramickém harvestoru, který je kromě vrstev BaTiO3 tvořen funkčně-ochrannými vrstvami Al2O3 a ZrO2.
|
|
|
Příprava a vlastnosti transparentních polykrystalických keramických materiálů
Tásler, Jan ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá přípravou a vlastnostmi transparentních polykrystalických keramických materiálů na bázi Al2O3. Teoreticky jsou představeny nejdůležitější technologické aspekty přípravy těchto materiálů. Detailní pozornost je věnována transparentní Al2O3 polykrystalické keramice dopované prvky vzácných zemin. Na vzorcích Al2O3 dopovaných a kodopovaných dysprosiem, terbiem a chromem je zkoumán vliv mikrostrukturních parametrů na výsledné optické vlastnosti (vyjádřené veličinou RIT). Pozorován je výrazný vliv průměrné velikosti zrn na propustnost světla u všech připravených vzorků. Nejvyšší hodnoty RIT = 55 % (měřené laserovým paprskem s vlnovou délkou 632,8 nm) bylo dosaženo optimalizovaným procesem přípravy pro vzorek dopovaný 0,05 at. % dysprosia. U všech vzorků jsou rovněž rozebírány fotoluminiscenční vlastnosti. Naměřená fotoluminiscenční emisní spektra odpovídají aktivaci dopujících prvků. V případě terbiem a chromem kodopovaných vzorků se prokázaly rozdíly v aktivaci jednotlivých dopantů v závislosti na rozdílné excitační vlnové délce, což mělo za následek rozdílné barevné emise pro rozdílné excitační vlnové délky.
|
|
|
Transparentní polykrystalické keramické materiály s kubickou strukturou
Kučera, Jan ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Maca, Karel (vedoucí práce)
Předložená práce je zaměřena na studium vlivu parametrů přípravy na optické vlastnosti polykrystalického kubického ZrO2 (stabilizovaného 8 mol.% Y2O3). Dále se práce zabývá dopováním kubického ZrO2 pomocí TiO2 a jeho vlivem na luminiscenční vlastnosti ZrO2. Zkoumané vzorky byly připraveny pomocí uniaxiálního lisování (10 MPa), následného izostatického lisování za studena (300 a 700 MPa), beztlakého slinování (1340–1380 °C, 10 min) a izostatického lisování za horka (1200–1400 °C, 4 hod, 200 MPa). V práci bylo prokázáno, že na optické vlastnosti má zásadní vliv teplota izostatického lisování za horka, tloušťka vzorku a také vlnová délka dopadajícího záření. Bylo dosaženo maximální přímočaré optické propustnosti 68,8 %, což je 90,5 % z teoretického limitu pro kubický ZrO2 při vlnové délce dopadajícího záření 632,8 nm. K přípravě dopovaného ZrO2 byla využita metoda nasákání keramického polotovaru za sníženého tlaku a metoda míchání prášků. Maximum excitačního spektra se s dopováním posunulo z 295 nm (4,20 eV) pro nedopované ZrO2 na 320 nm (3,87 eV) pro dopované vzorky. Dopování vedlo ke zvýšení intenzity emise oproti čistému ZrO2 až 23krát. Maximální intenzity emise při vlnové délce 545 nm bylo dosaženo u vzorků dopovaných nasákáním s nominálním obsahem 0,1 mol.% TiO2.
|
|
|
Tenké a dopované keramické substráty pro plasmové aplikace
Hliničan, Jan ; Šťastná, Eva (oponent) ; Šťastný, Přemysl (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá shrnutím poznatků na téma: Tenké a dopované keramické substráty pro plasmové aplikace. Práce je členěna do dvou částí. První část představuje literární rešerši, která se zabývá výrobou tenkých keramických pásek metodou tape castingu a jejich použitím. Druhá část je experimentální. Zabývá se přípravou pásek z oxidu hlinitého, dopovaných hořečnatým spinelem (MgAl2O4) v různých množstvích. Na připravených strukturách bude vyhodnoceno fázové složení a mikrostruktura. Připravené vzorky budou použity na výrobu elektrod pro atmosferické plasmové výboje.
|
|
|
Tištěné transparentní elektricky vodivé vrstvy
Bartoš, Radim ; Pekárková, Jana (oponent) ; Dzik, Petr (vedoucí práce)
Byly připraveny a charakterizovány vrstvy oxidu cíničitého dopovaného fluorem a antimonem technikami spin-coating a materiálovým tiskem pomocí tiskárny Dimatix. Jako zdroje cínu, antimonu a fluoru byly použity anorganické i organické prekurzory. Odpory vrstev byly změřeny čtyřbodovou sondou a tloušťka vrstev byla změřena pomocí profilometru. Vrstvy byly analyzovány metodou rentgenové difrakce (XRD) a pomocí rastrové elektronové mikroskopie (SEM).
|
host ::
RSS.