|
|
Studium produktů nízkoteplotního plazmatu pomocí hmotnostní spektrometrie a jejich vztah k chemii tenkých vrstev
Maršálek, Blahoslav ; Bránecký, Martin (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce byla analýza a interpretace spekter tetravinylsilanu v závislosti na výkonu výboje plazmatu s cílem najít vztah mezi produkty plazmatu, depozicí vrstvy a chemií tenké vrstvy. Dalším cílem bylo realizovat literární rešerši z oblasti plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD) a hmotnostní spektrometrie. Technologie nízkoteplotního plazmatu na bázi organokřemičitanů umožňuje syntézu specifických materiálů s řízenými chemickými a fyzikálními vlastnostmi. Cílená syntéza povrchů s řízenými vlastnostmi je určena atomárními a molekulárními procesy v plazmatu, které jsou odpovědné za stavbu chemické struktury a výsledného materiálu ve formě tenké vrstvy. V této práci byla pro detekci a kvantifikaci částic produkovaných v procesu PECVD použita hmotnostní spektrometrie, která je jednou z metod umožňující charakterizovat a identifikovat produkty plazmatu. Analýza hmotnostních spekter odhalila, že molekuly, které jsou odpovědné za růst vrstvy, obsahují uhlík a křemík. Rychlost depozice stanovená metodou in situ spektroskopické elipsometrie kvantitativně koreluje s tokem částic uhlíku a křemíku, které jsou chemisorbované na povrchu filmu. Poměr uhlíku a křemíku deponovaného na povrchu také silně koreluje s poměrem toku C/Si výkonově řízených plazmat. Příspěvek křemík obsahujících částic jako stavebních bloků k růstu vrstvy se snižuje s rostoucím výkonem a představuje 20 % (2 W), 5 % (10 W) a pouze 1 % (75 W) z celkového chemisorbovaného podílu. Tento poměr mezi vázanými částicemi obsahujícími křemík a uhlíkovými částicemi ovlivňuje prvkové složení a chemickou strukturu deponovaných vrstev. Vztahy mezi plazmochemickými procesy a adhezí částic na povrchu jsou poměrně složité. Adheze částic křemíku nejprve prudce roste až k maximu při 25 W a poté postupně klesá, což je charakteristické pro tzv. PECVD s nedostatkem prekurzorů. Podobně je tomu s koncentrací vinylových skupin začleněných do deponované vrstvy a podíl sp2 hybridizace uhlíku, které korelují s toky částic příslušného plazmatu. Práce prokázala, že hmotnostní spektroskopie je vhodnou metodou pro studium plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD). Technologie PECVD je perspektivní pro nanášení vrstev s obsahem křemíku, což je technologicky využitelné v mnoha směrech materiálového výzkumu.
|
|
|
Studium plazmových produktů pomocí hmotnostní spektrometrie
Bureš, Michal ; Čáslavský, Josef (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Tenké vrstvy plazmových polymerů z tetravinylsilanu a směsi tetravinylsilanu s kyslíkem byly připravovány na křemíkových substrátech. Kyslík byl přidáván k tetravinylsilanu pro zlepšení kompatibility tenkých vrstev se skleněnými substráty. Hmotnostní spektrometrie byla využita během čištění depoziční komory ke kontrole zbytkových plynů a čistoty pracovních plynů a ke sledování neutrálních produktů a stability výboje během depozice.
|
|
|
Infrared spectroscopy of thin films
Kiss, Andrej ; Čáslavský, Josef (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
The objective of this Bachelor thesis is a literary research in the fields of thin films, plasma enhanced chemical vapor deposition technique, and Fourier transform infrared spectroscopy in order to measure the infrared spectra of thin films and characterise its chemical structure based on the measured spectra. Five samples of plasma polymer films of tetravinylsilane, deposited on silicon wafers using plasma enhanced chemical vapor deposition with effective power ranging from 2 to 150 W were measured with Fourier transform infrared spectroscope. The measurement revealed the chemical bonds present in the five samples and how the structure changed with changing effective power. The decrease in the absorption bands with hydrogen presence suggest an increase of crosslinking with enhanced power. Also, the decrease in the band with silicon presence provides evidence for the increase of C/Si ratio. These results help us understand the characteristics of these thin films and contribute to the understanding the plasma enhanced chemical vapor deposition process.
|
|
| |
|
|
Monitorování plazmochemického procesu s využitím hmotnostní spektrometrie
Ondra, Zdeněk ; Čáslavský, Josef (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá plazmochemickou depozicí z plynné fáze (PECVD) a použitím hmotnostní spektrometrie ke sledování procesů v plazmatu během depozice tenké vrstvy. Při procesu tvorby tenké vrstvy nanášené na křemíkovou podložku byl použit elektrický výboj hořící v parách tetravinylsilanu. Bylo charakterizováno pozadí spektrometru, plazmového reaktoru se zbytkovými plyny při základním vakuu a monitorován proces plazmové polymerace. Tento děj byl monitorován za zvyšujícího se efektivního výkonu (2-150 W). Získaná hmotnostní spektra byla interpretována a podrobně popsána. Produkty plazmatu, které vykazovaly největší změnu, byly poté charakterizovány při měření časového průběhu během depozice vrstvy.
|
|
|
Adheze a-SiOC:H vrstev na plošných substrátech
Lepcio, Petr ; Salyk, Ota (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou tenkých vrstev plazmových polymerů připravených metodou plazmochemické depozice z plynné fáze na plošných substrátech. Jako monomer byl použit tetravinylsilan. Byly připraveny dvě série vzorků. Vzorky první série byly připraveny při různých hodnotách efektivního výkonu z čistého tetravinylsilanu a vzorky druhé série byly připraveny z depoziční směsi tetravinylsilanu s různým obsahem kyslíku při stejném efektivním výkonu. Tloušťka vrstev byla stanovena spektroskopickou elipsometrií a chemická struktura infračervenou spektroskopií. Pro určení míry adheze byla použita vrypová zkouška, ze které byla stanovena kritická normálová síla selhání adheze vrstev. Podoba provedených vrypů byla získána pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Ze získaných dat byla posouzena možnost zlepšení adheze změnou efektivního výkonu a obsahu kyslíku v depoziční směsi.
|
|
|
Optimalizace plazmatických povrchových úprav skleněných vláken
Širjovová, Veronika ; Knob, Antonín (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Diplomová práce je věnována problematice povrchových úprav skleněných vláken nanáše-ných metodou plazmochemické depozice z plynné fáze za účelem přípravy funkční mezi-vrstvy zlepšující užitné vlastnosti polymerních kompozitů. Byl sledován vliv depozičních podmínek na smykovou pevnost výsledného kompozitu s ohledem na chemické složení nane-sené vrstvy. Tenké vrstvy byly deponovány na rovinné substráty a vláknovou výztuž za použití mono-meru tetravinylsilanu ve směsi s kyslíkem při vybraných výkonech plazmatického výboje. Chemické složení připraveného materiálu bylo analyzováno infračervenou spektroskopií, adheze vrstvy k rovinnému substrátu byla posuzována na základě výsledků vrypové zkoušky. Vložením upravených vláken do nenasycené polyesterové pryskyřice a následným vytvrze-ním byl připraven vzorek kompozitu, jenž byl podroben smykovému testu krátkých trámečků.
|
|
|
Chemická analýza a-CSi:H a a-CSiO:H vrstev
Olivová, Lucie ; Franta, Daniel (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Plazmochemická depozice z plynné fáze je perspektivní technologií pro přípravu materiálů ve formě tenkých vrstev s řízenými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, které mohou být dle potřeby ovlivněny změnou vstupních prekurzorů či depozičních podmínek. V této práci byla plazmová nanotechnologie využita k syntéze tenkých vrstev na křemíkových substrátech. Jako prekurzor pro syntézu vrstev byl vybrán tetravinylsilan. Kromě čistého tetravinylsilanu byly jako vstupní prekurzory pro depozici vrstev využity také směsi tetravinylsilanu s argonem a směsi tetravinylsilanu s kyslíkem, a to v různém poměru zastoupení jednotlivých komponent v depoziční směsi. Pomocí chemických analýz, konkrétně infračervené spektroskopie, fotoelektronové spektroskopie a vybraných iontových technik, byla podrobně zkoumána chemická struktura připravených vrstev a byla sledována závislost této struktury na použitých depozičních podmínkách a vstupních prekurzorech. V práci bylo potvrzeno, že změnou efektivního výkonu dodávaného do výboje plazmatu a zvolením různých vstupních prekurzorů je možné řídit chemickou strukturu, a tedy i vlastnosti připravovaných nanovrstev.
|
|
|
Syntéza polymerů s nízkou hustotou zesítění pomocí plazmové polymerace
Kuchtová, Štěpánka ; Bránecký, Martin (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá plazmochemickou depozicí z plynné fáze (PECVD), konkrétně plazmovou polymerací, která byla použita pro syntézu tenkých polymerních vrstev s nízkou hustotu zesítění. Organokřemičité tenké vrstvy byly nanášeny na křemíkový substrát vysokofrekvenčním (RF) kapacitně vázaným plazmatem v depoziční komoře. Ke stanovení tloušťky vrstvy a jejích optických vlastností byla použita spektroskopická elipsometrie. Chemická struktura vrstev byla zkoumána prostřednictvím infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací a mechanické vlastnosti byly zkoumány nanoindentací. V souvislosti se snahou o dosažení nízké hustoty zesítění materiálu byl zkoumán vliv výkonu a self-biasu (USB) na chemickou strukturu, mechanické a optické vlastnosti připravených vrstev, které s hustotou zesítění souvisejí. Nízko zesítěné plazmové polymery se podařilo syntetizovat při self-biasu na úrovni 1 V, který odpovídá přibližně RF výkonu 0,1 W. Tento materiál lze charakterizovat hustotou 1,2 g·cm-3, modulem pružnosti 4 GPa, tvrdostí 0,04 GPa a indexem lomu 1,53 při 633 nm (vlnová délka He-Ne laseru). Infračervená spektroskopie potvrdila, že tento plazmový polymer je tvořen uhlíkovou sítí s menším množstvím zabudovaných křemíkových atomů, a především nejvyšší koncentrací vinylových skupin ve srovnání s plazmovými polymery připravenými při vyšších výkonech.
|
|
|
Plazmochemické zpracování vláknových výztuží pro polymerní kompozity
Knob, Antonín ; Lapčík, Ĺubomír (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na depozici tenkých vrstev metodou plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD) na skleněná vlákna při použití monomeru tetravinylsilanu. Připravené plazmatické polymerní vrstvy byly použity jako mezivrstvy pro řízenou mezifázi polymerních kompozitů s matricí z nenasycené polyesterové pryskyřice. Charakter tenkých vrstev a jejich výsledné chemické a mechanické vlastnosti byly řízeny pomocí efektivního výkonu. Adheze na rozhraní vlákno-matrice a posouzení vlivu mezivrstvy na mechanické vlastnosti připravených kompozitních vzorků byly charakterizovány pomocí mikroindentačního měření mezifázové smykové pevnosti systémem ITS a skenovací elektronovou mikroskopií.
|
host ::
RSS.