bakalářská práce

Leptání SiO2 pomocí depozice Si

Text práce 2.56 MB

Autor práce: Ing. David Pokorný

Ak. rok: 2016/2017

Vedoucí: Ing. Josef Polčák, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce se zabývá jednou z nejzajímavějších reakcí probíhajících v pevné fázi v UHV podmínkách, a to rozkladem SiO2 podle rovnice Si + SiO2 = 2SiO. Využívá dosud nevyzkoušený postup - dodání Si atomů nikoli ze substrátu, ale přímou depozicí na povrch oxidu. Jako zdroj křemíkových atomů byla použita efuzní cela. K objasnění principu této reakce bylo využito jak depozice křemíku na SiO2 substrát za pokojové teploty, tak za zvýšené teploty. Byla stanovena aktivační energie a teplotní závislost rychlosti této reakce. Také byla ověřena možnost leptání SiO2 pomocí depozice Si za UHV podmínek. Připravené vzorky byly zkoumány pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie a mikroskopie atomárních sil.

Klíčová slova:

křemík, SiO, SiO2, depozice, termální rozklad, tenká vrstva, XPS, AFM, UHV

Termín obhajoby

09.06.2017

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (B-FIN)

Složení komise

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)

Posudek vedoucího
Ing. Josef Polčák, Ph.D.

Student při plnění zadání bakalářské práce využíval UHV aparaturu a AFM mikroskop v laboratoři povrchů a tenkých vrstev Ústavu fyzikálního inženýrství. Po zaškolení pracoval na těchto zařízení samostatně, tedy deponoval velmi tenké křemíkové vrstvy pomocí efúzní cely a následně analyzoval na XPS a AFM. V bakalářské práci popsal problematiku rozkladu SiO2, princip použitých metod a v experimentální části ověřil, že lze leptat SiO2 dodáním Si atomů na povrch vzorku. Ze získaných výsledků rovněž stanovil teplotní závislost rychlosti této reakce. Student splnil všechny body zadání a doporučuji tuto práci k veřejné obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Známka navržená vedoucím: A

Cílem práce bylo ověřit možnost leptání oxidu křemíku pomocí depozice křemíku. Dále měla být stanovena teplotní závislost rychlosti této reakce.
V teoretické části práce podrobně popisuje aspekty chemické reakce rozkladu oxidu křemičitého na oxid křemnatý v podmínkách ultravakua. Je podrobně popsán i princip depozice křemíku pomocí efuzní cely a použité analytické metody (XPS, AFM).  Experimentální část nejprve diskutuje Arrheniovu rovnici ve vztahu k této reakci. Také je zde uveden postup určení tloušťky vrstvy pomocí metody XPS. Následuje popis depozice křemíku při pokojové a zvýšených teplotách. Na základě experimentu při zvýšených teplotách byla stanovena aktivační energie této reakce.
Vzhledem k rozsahu práce a zajímavé diskuzi změřených dat, která je přehledně prezentována, považuji tuto práci za zdařilou, doporučuji ji k obhajobě a navrhuji hodnocení stupněm A.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
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
Otázky k obhajobě:
  1. Pro úplnost uvádím několik nepřesností a překlepů: str. 17 - laser nedopadá :-); str. 24 – emisní úhel je ve °C; str. 25 – nevhodná jednotka u intenzity píků s-1.
  2. V tabulce na str. 27 jsou uvedeny tloušťky deponované Si vrstvy. Některé májí hodnoty v řádu setin nm. Tloušťka Si monovrstvy je v krystalu přibližně 0,3 nm. Domnívám se, že aplikovaný výpočet tloušťky vrstvy pro množství křemíku menší než je jedna monovrstva může být zavádějící. Bylo by možné modifikovat model tloušťky vrstvy (str. 23) tak, aby v něm vystupovala velikost pokrytí SiO2 křemíkem?
  3. Jaká byla hustota objektů zobrazených na str. 33?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová