Analýza nanostruktur metodou ToF-LEIS

Abstract

Předložená práce pojednává o využití analytické metody TOF-LEIS v oblasti výzkumu nanostruktur. Touto metodou byl stanoven nový postup pro hloubkové profilování prvkového složení vzorku, který je založen na střídavém měření spolu s metodou DSIMS. Metoda TOF-LEIS je schopna detekovat rozhraní vrstev ještě před jeho rozmixováním odprašujícím svazkem iontů metody DSIMS. Dále byl stanoven postup úpravy výsledných ToF-LEIS spekter tak, abychom obdrželi skutečnou koncentraci prvků ve vzorku eliminací příspěvku mnohoobných kolizí projektilů. Porovnáním TOF LEIS spekter s výsledky měření metody DSIMS byl obdržen poměr výtěžku iontů molybdenu a křemíku. V další části práce jsou ukázány výhody metody TOF-LEIS v kombinaci s metodou XPS během analýzy teplotní stability zlatých nanočástic. Je ukázána komplementárnost obou metod a jejich závěry podloženy snímky elektronového mikroskopu. Závěrečná část je věnována popisu nově sestavené aparatury pro analytickou metodu TOF-SARS a představení jejich možností především ohledně detekce vodíku na grafenu.The presented thesis deals with the utilization of TOF-LEIS analytical method in the area of nanostructure analysis. A new procedure for depth profiling of the elemental composition of the sample, based on the alternate measurement with the DSIMS method, was established. The TOF-LEIS method is able to detect the interface between the layers before its mixing by the ion beam of the DSIMS method. Furthermore, a procedure of TOF-LEIS spektra modification was established to obtain the actual concentration of elements in the sample by reduction of a multiple collision contribution. By comparison of TOF-LEIS spectra with the results received by the DSIMS method the ratio of molybdenum and silicon ion yields was obtained. In the next section advantages of the TOF-LEIS method in combination with XPS during analysis of thermal stability of gold nanoparticles are presented. The mutual complementarity of both methods is shown and final conclusions are supported by electron microscopy images. The final section deals with a newly assembled apparatus for the TOF-SARS analytical method and shows its possibilities regarding the detection of hydrogen on the graphene.