Bachelor's Thesis

Fabrication of nanostructures using wet chemical etching

Final Thesis 5.94 MB

Author of thesis: Ing. Tomáš Musálek

Acad. year: 2013/2014

Supervisor: prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Reviewer: Ing. Mgr. Tomáš Šamořil, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with wet anisotropic etching of silicon and germanium. Two different approaches to the formation of anisotropic etch pits are shown. The supporting activities required for etching procedure are described. Especially, preparation of mask by electron beam litography, etching of SiO2 resp. GeO2 and application of metal particles.

Keywords:

Silicon, germanium, anisotropic etching, electron beam litography, metal nanoparticles.

Date of defence

25.06.2014

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)

Tomáš Musálek pracoval s nadšením i přes časté a nepříjemně dlouhé obtíže, které mu do cesty kladly nefunkční přístroje. Naopak byl donucen hledat nové a odlišné postupy, kterými by dosáhl experimentálních cílů. Obratně pracoval s literaturou a během experimentů se samostatně rozhodoval o směru, kterým svou práci dále povede. Povedlo se mu dospět k několika velmi dobrým výsledkům, zejména díky jeho činorodosti a trpělivosti.
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 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 A

Grade proposed by supervisor: A

Bakalářská práce Tomáše Musálka se zabývá studiem přípravy a vlastnostmi struktur připravených selektivním mokrým leptáním křemíku a germania. V první části práce je pozornost věnována přípravě leptací masky za použití elektronové litografie a rezistu PMMA. V další části jsou popsány základní vlastnosti krystalického křemíku a germania, včetně jejich izotropního chování při procesu mokrého leptání, které má významný vliv na výsledný tvar leptaných struktur. Zároveň jsou zde i uvedeny konkrétní případy předpokládaného výsledku leptání. V třetí kapitole jsou již uvedeny experimentální výsledky samotného leptání monokrystalického křemíku s několika různými krystalografickými orientacemi a germania s jedinou orientací. V případě křemíku tvar vyleptaných struktur odpovídá teoretickému předpokladu. Jako nedostatek v tomto případě je nutné uvést nejistotu v přesnosti nastavení orientace leptací masky vzhledem ke krystalografické orientaci substrátu. To je však obtížné v případě použitého elektronového mikroskopu s manuálním posuvem během expozice v rámci EBL. U germania bylo obtížné nalézt vhodný typ leptadla z důvodu nízké chemické odolnosti PMMA. Navíc se vyskytly technické problémy s elektronovým mikroskopem, který byl používán pro EBL. Proto student zvolil alternativní metodu, při níž byly použity stříbrné nanočástice. Ty úspěšně sloužily jako lokální katalyzátory.
Bakalářská práce je logicky uspořádaná, přehledná s vhodným grafickým doplněním a opírá se o dostatečné prostudování odborné literarury. Až na některé výtky je psána srozumitelnou a dobrou češtinou. Z práce vyplývá, že student prokázal schopnost pečlivého vedení experimentů, z nichž získané poznatky jsou slibné k jejich dalšímu využití. Proto hodnotím práci stupněm A.
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 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. Vysvětlete princip Faradayovy sondy a jaké musí mít vlastnosti při měření proudu elektronů při elektronové litografii v SEM?
  2. Z jakého důvodu byl zvolen k mokrému leptání křemíku roztok TMAH a jaké jsou další možnosti?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová