KEJÍK, L. Neutralizace náboje na povrchu nevodivých substrátů při depozici iontovým svazkem [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2013.

Posudek vedoucího

Voborný, Stanislav

V rámci bakalářské práce se student zabýval možnostmi neutralizace nevodivých substrátů v komplexní aparatuře využívané na Ústavu fyzikálního inženýrství ke studiu povrchů a tenkých vrstev. Iontově-svazkové metody používané v laboratoři pro přípravu ultratenkých GaN vrstev způsobují nabíjení substrátů. Pokud nemůže být náboj z povrchu vzorku odváděn, rostoucí náboj brání dalším iontům v dopadu na substrát a na povrchu se tak vytváří kovová vrstva Ga s velmi malým obsahem GaN vazeb. Cílem práce bylo vyzkoušet několik odlišných technických řešení paletek používaných v laboratoři jako držáky vzorků ve vakuových komorách tak, aby sloužily zároveň jako zdroj elektronů, neutralizující náboj hromaděný na nevodivých substrátech. Jedná se o levnou alternativu k v současnosti používaným elektronovým neutralizačním zdrojům „Flood gun“. Byly testovány celkem tři konfigurace paletek, změřeny jejich parametry a jejich funkce byla následně ověřena při depozici gallium-nitridových vrstev na sklo. Dosažené výsledky ukázaly některé problémy zejména s nehomogenitou vytvářených vrstev, nespolehlivostí kontaktů manipulátoru, nanášením depozitů na izolační keramiky a další, které jsou v práci detailně popsány. Z výsledků depozice GaN vrstev na sklo je však zřejmé, že k neutralizaci kladného povrchového náboje do značné míry docházelo a XPS analýza prokázala zvýšený obsah GaN vazeb. Neutralizace byla zároveň s úspěchem použita při analýze v XPS komoře, kde vyrážené fotoelektrony z nevodivých substrátů rovněž způsobují kladné nabíjení povrchu vrstvy. Při práci si student počínal svědomitě, provedl samostatně technický návrh všech paletek a také je otestoval. Práci by bylo vhodné doplnit porovnáním výsledků depozice provedené bez a s neutralizací a dále depozicí vrstev na reálné nevodivé substráty (safír, SiC), které v době dokončování práce nebyly v dostatečném množství k dispozici. Práce byla rovněž ovlivněna opakovanou závadou na manipulátoru, která brzdila a také omezila závěrečné experimenty. Přes tyto technické problémy se podařilo splnit všechny body zadání a v případě paletky pro přímý ohřev sestavit a ověřit dvě varianty technického řešení – s ohřevem pomocí PBN tělíska a přímým ohřevem pomocí křemíkové podložky. Z těchto důvodů práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji stupněm A.

Posudek oponenta

Bábor, Petr

Cílem této práce bylo dosáhnout možnosti přípravy GaN vrstev na nevodivých materiálech. Teoretická část práce se zabývá využitím iontových svazků při depozici GaN a možnostmi neutralizace nevodivých substrátů. Další část diskutuje provedený návrh elektronové neutralizace u tří stávajících druhů paletek. Z textu jednoznačně nevyplývá, zda stávající paletky bylo třeba zásadním způsobem překonstruovat nebo byly doplněny jen o neutralizační wolframové vlákno. V této části jsou popsány experimenty, kde byl měřen emisní proud a teplota substrátů v závislosti na různých parametrech. V kapitole 3.3.3 je uvedeno, že byly provedeny simulace neutralizace v programu SIMION, ale nejsou zde uvedeny grafické výsledky, jako tomu je u převzaté simulace v programu EOD. Poslední část práce pojednává o provedených depozicích GaN s upravenými paletkami a jsou zde diskutovány výhody a nevýhody jednotlivých paletek a jejich vliv na depozici. Popis principů metody XPS zde uvedených by bylo vhodnější umístit do teoretické části práce. Přes výše uvedené nedostatky je práce zpracována pečlivě bez závažnějších nedostatků a proto tuto práci hodnotím stupněm A. Připomínky k textu: V první části práce je opakovaně nevhodně uveden odkaz na literaturu za tečkou na konci věty. Na str. 9 je věta: „Směr toku částic opouštějících povrch galia v různých směrech závisí … na kosinu úhlu …“, která nedává smysl. Na straně 12 je použito nevhodné slovo „ve waferech“. Str. 29. – ve zkratce CPS „C“ neznačí „collisions“, ale „counts“.

eVSKP id 64877