Bachelor's Thesis

Study of chemical cleaning of surfaces by LEIS method

Final Thesis 8.11 MB

Author of thesis: Ing. Jan Staněk, Ph.D.

Acad. year: 2016/2017

Supervisor: doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Reviewer: Ing. Josef Polčák, Ph.D.

Abstract:

This thesis deal with studying chemical etched surfaces of cadmium telluride crystals (CdTe crystals) by low-energy ion scattering spectroscopy (LEIS method). In the theoretical part, there is description of physical essence of LEIS method, including experimental arrangement of Qtac100 instrument, on which the experiment is measured. The LEIS method is also compared with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
There is summary of properties and structure of CdTe crystals including principle of X-ray detectors, which are the primary use of the crystals.
In experimental part there is a description of measuring process, starting with a calibration measurement, ongoing with a chemical etching and ending with a surface analysis. There are examples of LEIS spectra with comments and interpretation including comparison with XPS data.

Keywords:

Low-energy ion scattering, CdTe crystals, XPS, X-ray detector, depth profiling, surface analysis

Date of defence

09.06.2017

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Physical Engineering

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3A-P)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (B-FIN)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Cílem této práce bylo optimalizovat čistící procedury pro různé materiály v polovodičovém průmyslu. Byl vybrán polovodič telurid kademnatý (CdTe). Povrch byl čištěn roztoky hypobromidu a brommethanolu. Tyto roztoky se kromě čištění používají také k ochuzení povrchové vrstvy o kadmium, aby vznikl stabilní oxid teluru. Připravené vzorky byly analyzovány metodami LEIS a XPS. Použité roztoky měnily hloubkové složení vzorků. Díky hloubkovému profilování metodou LEIS se podařilo u roztoku hypobromidu prokázat silné ochuzení povrchu o kadmium až do hloubky stovek nanometrů. Přínosné je i porovnání obou použitých metod, které pro stejnou informační hloubku poskytly srovnatelnou kvantitativní informaci o poměru Cd a Te.
Práce splnila očekávání, i když bylo provedeno měření pouze na jenom typu vzorků. Původní záměr otestovat povrchovou citlivost metody LEIS při čištění různých druhů vzorků nebyl zcela naplněn a proto hodnotím práci stupněm B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu C

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Josef Polčák, Ph.D.

V rešeršní části student podrobně popsal metodu LEIS, která je stěžejní pro určení povrchového složení CdTe krystalů. Tyto krystaly byly po provedeném leptání analyzovány metodami LEIS a XPS. Student prokázal, že dosažené výsledky oběma metodami jsou v dobré shodě a zhodnotil povrchové složení vzorků po provedeném leptání. Práce je srozumitelně napsána, jednotlivé kapitoly na sebe logicky navazují. Student splnil všechny body zadání bakalářské práce a doporučuji tuto práci k veřejné obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Jakým způsobem se určuje plocha píku v LEIS spektru?
  2. Na str. 13 je uvedeno, že XPS neposkytuje hloubkový profil. Je známo, že XPS je schopno měnit hloubku detekce. Za jakých okolností?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová