Progresivní slitiny amorfního uhlíku připravené v nízkoteplotním plazmatu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Technológia atómovej/plazmovej polymerizácie patrí medzi veľmi využívané v rôznych technických oblastiach. Táto práca je zameraná na využitie technológie PE-CVD v oblasti tvorby medzifázových a adhéznych vrstiev, ktoré sú rozvinuté do vrstevnatých nanoštruktúr. Pre zaistenie reprodukovateľných chemických a fyzikálnych vlastností materiálov bol proces tvorby vrstiev kontrolovaný pomocou hmotnostnej spektrometrie. Čisté pary tetravinylsilanu, prípadne zmes týchto par s kyslíkom boli použité ako prekurzor pre atomárnu polymerizáciu, ktorej výsledkom sú vrstvy s veľkou variabilitou vlastností. Fyzikálne a chemické vlastnosti boli variované pomocou zmeny efektívneho výkonu dodaného do výboja plazmy. Výsledné vrstvy boli analyzované z rôznych hľadísk pomocou viacerých metód (in situ spektroskopická elipsometria, FTIR, nanoindentácia, AFM). Odstránenie vodíka z uhlík-kremíkovej siete má za následok zvýšené zasieťovanie materiálu, ktoré riadi mechanické aj optické vlastnosti deponovaných vrstiev. Z presne definovaných a-CSi:H a a-CSiO:H materiálov sú následne skonštruované vrstevnaté nanoštruktúry zložené z 3 a 7 jednotlivých vrstiev. Tieto boli analyzované pomocou XPS a RBS pre stanovenie atómovej koncentrácie uhlíka, kremíka, kyslíka a ich väzobných druhoch.
Atomic/plasma polymerization technology is widely used in various technical fields. This work is focused to use the PE-CVD technology in the field of formation of interphase and adhesive layers, which are developed into layered nanostructures. To ensure reproducible chemical and physical properties of the materials, the deposition process was monitored by mass spectrometry. Vapours of the pure tetravinylsilane, or a mixture of these vapours with oxygen, was used as a precursor for atomic polymerization, which results in the thin films with a large variability of properties. Physical and chemical properties were varied by the effective power delivered to the plasma discharge. The deposited films were analyzed from different perspectives using several methods (in situ spectroscopic ellipsometry, FTIR, nanoindentation, AFM). The removal of hydrogen atoms from the carbon-silicon network results in increased crosslinking of the material, which controls the mechanical and optical properties of the deposited layers. From the precisely defined a-CSi:H and a-CSiO:H materials, layered nanostructures composed of 3 and 7 individual layers was subsequently constructed. These nanostructures were analyzed by XPS and RBS to determine the atomic concentrations of carbon, silicon, oxygen and their binding states.
Atomic/plasma polymerization technology is widely used in various technical fields. This work is focused to use the PE-CVD technology in the field of formation of interphase and adhesive layers, which are developed into layered nanostructures. To ensure reproducible chemical and physical properties of the materials, the deposition process was monitored by mass spectrometry. Vapours of the pure tetravinylsilane, or a mixture of these vapours with oxygen, was used as a precursor for atomic polymerization, which results in the thin films with a large variability of properties. Physical and chemical properties were varied by the effective power delivered to the plasma discharge. The deposited films were analyzed from different perspectives using several methods (in situ spectroscopic ellipsometry, FTIR, nanoindentation, AFM). The removal of hydrogen atoms from the carbon-silicon network results in increased crosslinking of the material, which controls the mechanical and optical properties of the deposited layers. From the precisely defined a-CSi:H and a-CSiO:H materials, layered nanostructures composed of 3 and 7 individual layers was subsequently constructed. These nanostructures were analyzed by XPS and RBS to determine the atomic concentrations of carbon, silicon, oxygen and their binding states.
Description
Citation
BRÁNECKÝ, M. Progresivní slitiny amorfního uhlíku připravené v nízkoteplotním plazmatu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
Mgr. Aleš Marek, Ph.D. (člen)
Mgr. Jan Mistrík, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Václav Nehasil, Dr. (člen)
prof. RNDr. David Trunec, CSc., oponent (člen)
doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D., oponent (člen)
Ing. Jiří Stuchlík, CSc. (člen)
Date of acceptance
2020-10-29
Defence
Z důvodu nouzového stavu proběhla obhajoba Ing. Martina Bráneckého kombinovaným způsobem - fakultní zaměstnanci, tj. předseda komise a školitel (který není členem komise) byli přítomi při obhajobě prezenčně, také doktorand byl přítomen prezenčně. Mimofakultní členové komise byli připojeni formou videokonference. Průběh obhajoby byl nahráván. Předseda komise představil doktoranda. Ing. Bránecký absolvoval odbornou stáž na univerzitě v Michiganu, USA. Má rovněž poměrně bohatou publikační činnost. Ve své powerpoitové prezentaci představil podstatné výsledky své disertační práce. Disertační práce Ing. Martina Bráneckého se zabývá depozicemi tenkých vrstev metodou PECVD. Lze konstatovat, že doktorand splnil zadaný cíl disertační práce a získal řadu kvalitních výsledků. Oponenti položili řadu dotazů, doktorand na všechny uspokojivým způsobem odpověděl. Dotazy, které byly položeny online formou do chatu: Bylo pozorováno v in-situ elipsometrickém měření a měření hmotových spekter zanášení diagnostik depozitem v průběhu depozičních procesů? Byly na toto provedeny korekce?
Komentář1: Z funkční závislosti náběhu absorpční hrany u vrstev TVS by pravděpodobně bylo možné posoudit vnitřní strukturu respektive míru zasíťování polymeru. K tomu je nutné opustit Tauc-Lorentzovu parametrizaci. Nafitovat optické konstanty bod po bodu a vyhodnotit průběh absorpce pomocí Taucova plotu. Tento postup se uplatňuje při posuzování změny vnitřního uspořádání amorfních polovodičů (viz práce prof. Shimakawa).
Komentář2: V budoucnu doporučuji (bude-li to možné) kombinovat elipsometrickou spektroskopii ve viditelném oboru s ellipsometrií v IČ oboru. Tím by odpadla nutnost přepočtu spekter absorbance na nominální hodnotu a získání přesnějších výsledků. Zároveň by se zvýšila efektivita elipsometrie při analýze multivrstev.
Dotaz: Můžete posoudit Vámi dosažené výsledky vzhledem k cíleným aplikacím? Zvláště pak mi jde o posouzení vlivu oxidace deponovaných nanostruktur na jejich požadované funkční vlastnosti.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení