Bachelor's Thesis

Epitaxial growth of cobalt islands via oxide mediated epitaxy

Final Thesis 6.23 MB

Author of thesis: Ing. Veronika Stará

Acad. year: 2015/2016

Supervisor: prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

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

Abstract:

This bachelor thesis deals with preparation, growth and analysis of cobalt thin films. The films are formed on silicon (111) samples covered with a thin layer of native oxide SiO2. Cobalt thin films were prepared using oxide mediated epitaxy method with the effusion cell as a source of cobalt atoms. Composition and morphology of the resulting Co system was studied as a function of the annealing temperature. Another goal of this research was to determine the dependence of the final island shape on the amount of deposited material and substrate orientation. The prepared structures were analyzed using X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy and scanning electron microscopy. To determine the thickness of subsurface islands the samples were etched in buffered hydrofluoric acid and analyzed using above mentioned methods.

Keywords:

Cobalt, silicon, CoSi2, thin film growth, MBE, OME, ultrahigh vacuum, SEM, AFM, XPS, HF

Date of defence

22.06.2016

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Physical Engineering

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. 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)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Bakalářská práce je zaměřena na pochopení růstu CoSi2 ostrůvků připravených na Si substrátu pomocí oxidem řízené epitaxe. Studentka, Veronika Stará, se začala věnovat experimentální činnosti spojené s předkládanou prací již na konci 2. ročníku, přičemž využila období letních prázdnin k provedení prvních experimentů. Během 3. ročníku pracovala již zcela samostatně. První část práce byla realizována na stávající, odzkoušené aparatuře, a proto přinesla své výsledky. Na konci minulého roku byla experimentální činnost přenesena do laboratoří CF Nano, kde se studentka se ctí zhostila nelehké a nevděčné úlohy: rozběhnout experimenty na novém zařízení. Nyní je vše připraveno pro další sérii experimentů, do které se Veronika Stará zapojí po obhajobě bakalářské práce.
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 B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Veronika Stará se ve své bakalářské práci zabývá povrchovou analýzou vrstev Co na křemíku. Práce je přehledně zpracována, teoretický úvod obsahuje dostatek informací vysvětlujících výsledky v experimentální části. Práce obsahuje několik nešikovně použitých výrazů („samorostené struktury“, „atomy se šíří prostorově“, „plazmová čára“, „jas na výstupním obrázku odpovídá intenzitě signálu“, str. 16 – „nejšpičatější“ nemá být raménko ale hrot, „vzorek otočen v kladném smyslu“ atd.), vzorec 2.2 nemá obsahovat odmocninu, fázový diagram na obr 3.5 má špatně horní osu x. U barevných obrázků z AFM (obr. 5.8, 5.9) chybí barevné označení osy z. Počet překlepů je na snesitelné úrovni. Studentka se odkazuje na 21 prací, odkaz [17] zcela jistě neobsahuje obrázek 5.1, formálně lze citacím vytknout překlep „et. al.“ místo „et al.“. Studentka pěkně pracuje se získanými daty a vyvozuje z nich relevantní závěry (snad jen s výjimkou obr. 5.9, který podle mne nedokazuje fakt, že ostrůvky se nacházejí pod oxidovou vrstvou).  Celkově práci hodnotím jako nadprůměrně zpracovanou a doporučuji k 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 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. V textu se hovoří o tom, že ostrůvky jsou silicid kobaltu CoSi2. Nikde však není podán experimentální důkaz či vysvětlení. Můžete toto tvrzení podpořit daty (např. XPS), případně navrhnout jak toto experimentálně dokázat?
  2. K experimentům na obr. 5.8 a 5.9 – odpovídá velikost (resp. hloubka) CoSi2 ostrůvků nadeponovanému množství kobaltu? Můžete provést přibližný výpočet?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová