Master's Thesis

Ellipsometry of Thin Films

Final Thesis 9.64 MB Appendix 13.41 MB

Author of thesis: Ing. Zbyněk Novotný

Acad. year: 2009/2010

Supervisor: RNDr. Alois Nebojsa

Reviewer: doc. RNDr. Karel Navrátil, CSc.

Abstract:

Diploma thesis deals with ageing process of thin films of Co and Cu on Si substrate, prepared by the IBAD method. The process of film ageing, which depends on time of exposition to the atmosphere at room conditions, was investigated with spectroscopic ellipsometry (VIS+UV) and atomic force microscopy. In case of thin Co films, approximately four days long incubation period was observed. During this time period, a change in the optical parameters of the film occurs without a measurable change of the film topography. Using non-contact atomic force microscopy, a growth of the transitional film in the island growth regime was observed. During the ageing of thin Cu films, two stages of growth of the transitional layer were observed - nucleation stage and growth stage. Both of these time periods of the transitional layer growth show direct logarithmic dependence. Using non-contact atomic force microscopy, the growth of the transitional film was observed. Using atomic force microscopy in non-contact regime, time dependent measurement was done and the process of forming of one monolayer of the transitional layer was documented. Within the diploma thesis, a series of experiments on ultra high vacuum system were performed in order to investigate phase transformation of thin Fe films (22 monolayers) on Cu(100) stabilized by CO absorption. The transformation from fcc phase to bcc phase was induced by Ar+ ion beam bombardment with the ion energy in the range (0.5-4) keV. The process of phase transformation was observed by surface magneto-optic Kerr effect, Auger electron spectroscopy and low energy electron diffraction.

Keywords:

spectroscopic ellipsometry, atomic force microscopy, copper, cobalt, iron, thin films, phase
transformation

Date of defence

16.06.2010

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (N3901-2)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (M-FIN)

Composition of Committee

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

Supervisor’s report
RNDr. Alois Nebojsa

Diplomant prokázal při práci na diplomové práci vytrvalost i dobrou orientaci ve zkoumané problematice, trpělivost při zpracování výsledků a samostatnost při práci s literaturou. Dosažené výsledky  spojují data získaná spektrální elipsometrií se změnami povrchu registrovanými AFM. Tyto informace nám poskytují komplexní obraz probíhajících procesů v počátečních stádiích stárnutí tenkých vrstev kobaltu a mědi.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Grade proposed by supervisor: A

Práce je po metodické stránce značným přínosem k problematice studia počátečních stadií oxidace kovů (nukleačně-koalescenčních procesů). Pozitivní je dále srovnání výsledků elipsometrických měření a studia AFM na stejných vzorcích.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
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. 1. str.10 Jaké předpoklady platí při aplikaci Bruggemanova modelu? 2. Čím si vysvětlujete rozdíl mezi průběhem závislostí RMS na čase a tloušťky na čase u materiálů Co a Cu?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová