Bachelor's Thesis

Upgrade of the UHV manipulator for SIMS and LEIS methods

Final Thesis 2.44 MB Appendix 3.46 MB

Author of thesis: Ing. Tomáš Dao

Acad. year: 2011/2012

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

Reviewer: Ing. Josef Polčák, Ph.D.

Abstract:

This bachelor’s thesis deals with the design and the construction of the manipulator, which operates under ultra high vacuum. In the first section, the original design and realization of the manipulator with six motion axis is introduced. Second section deals with the modifications of the manipulator. Advantages and disadvantages of the design are discussed and a new design of the manipulator, based on the experience from manipulator operation, is projected. Section is mainly focused on the design of the sample rotation using a stepper motor working in the ultra high vacuum. The new Faraday cup was also designed and tested.
The last section contains the LEIS structural analysis measurement using the manipulator.

Keywords:

UHV manipulator, SIMS, LEIS, structural analysis, azimuthal rotation, Faraday cup, frictional contacts.

Date of defence

20.06.2012

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3901-3)

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. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, 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 především realizovat návrh UHV manipulátoru zajisti jeho funkční zdokonalení vyplývající z provozu manipulátoru. Doplnit wiki stránky Ústavu fyzikálního inženýrství o popis tohoto manipulátoru včetně ovládání UHV motoru. Manipulátor byl sestaven a byla věnována značná pozornost jeho zdokonalením během provozu. Byla rovněž navrhnuta a vyrobena Faradayova sonda a její funkce byla ověřena. Zadání práce předpokládalo provedení měření metodami SIMS a LEIS. Měření metodou SIMS nebylo možné realizovat vzhledem k poruše analyzátoru. Nicméně pomocí měření metodou LEIS se podařilo prokázat funkčnost manipulátoru. Vzhledem k rozsahu konstrukčních a instalačních prací a samostatné tvůrčí činnosti autora považuji tuto práci za zdařilou, doporučuji ji k obhajobě a navrhuji hodnocení stupněm A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
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 A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

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

Student při plnění cílů bakalářské práce dostatečně proniknul do problematiky manipulace v UHV a rovněž se seznámil s metodou LEIS pro zkoumání povrchů a tenkých vrstev. Ačkoli byl manipulátor již navržen a jednotlivé díly vyrobeny, jeho sestavení a uvedení do provozu nebylo jednoduchou záležitostí a vyžadovalo tvůrčí schopnosti studenta. Oceňuji rozbor vzniklých problémů, odhalování jejich příčin a inovativní návrhy jejich řešení. Dále bych vyzdvihl názorné obrázky a fotografie, které velmi dobře vystihují danou problematiku. Práce je srozumitelně napsána, jednotlivé části na sebe logicky navazují, autorovi bych vytknul pouze nadměrné užívání minulého času zejména u podmínkových vět, jako např. na str. 9 „Jakmile se kabel dostatečně odmotal a kontakt se dotknul řídicí elektrody, řídicí elektronika zastavila rotaci“.
Z mého pohledu 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 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. Na obr. 1.5 je schéma provedení zarážek pro omezení rozsahu rotace vzorku. Je tento rozsah při opakovaném otáčení stále stejný?
  2. Bude se po realizaci třecího kontaktu otáčet vzorkem v jednom směru nebo bude možné oběma směry?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová