bakalářská práce

Studium lokálně modifikovaných povrchů pro selektivní růst kobaltu

Text práce 7.62 MB

Autor práce: Ing. Tomáš Krajňák

Ak. rok: 2016/2017

Vedoucí: prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Abstrakt:

V této práci se pomocí metody rentgenové fotoelektronové spektroskopie určovala chemická analýza křemíkových substrátů s orientací (1 1 1). Byly využity přístroje XPS Kratos Supra a elektronový mikroskop Tescan LYRA3 s iontovým svazkem FIB ve sdílených laboratořích CEITEC (CF Nano). Povrch použitých substrátů byl lokálně modifikován fokusovaným iontovým svazkem gallia. Byly odprašovány čtvercové plochy o nominálních hloubkách od 1 nm do 10 nm. Dále byl studován vliv žíhání na takto modifikované oblasti.

Výstupem této práce je určení závislostí intenzit Si 2p a Ga 2p3/2. Byla určena závislost intenzit těchto píků na nominální hloubce odprášených ploch a vliv teploty na tyto plochy. XPS analýza povedená po modifikaci substrátu fokusovaným iontovým svazkem odhalila přítomnost gallia a další složku píku Si 2p. Tato komponenta byla přiřazena amorfnímu křemíku. Veškeré gallium bylo ze vzorku odstraněno při žíhání vzorku na teplotě 700 °C po dobu 120 minut.

Klíčová slova:

Křemík, kobalt, gallium, XPS, SEM, FIB, efuzní cela, termočlánek, SSS komora, růst tenké vrstvy, Kratos, LYRA3, termoemise, žíhání, odprašování

Termín obhajoby

19.06.2017

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)

Bakalářská práce je zaměřena na popis a pochopení změn, ke kterým dochází na v povrchových vrstvách křemíkového substrátu exponovaného fokusovaným iontovým svazkem. Tomáš Krajňák se začal věnovat experimentální činnosti spojené s předkládanou prací již na konci 2. ročníku, přičemž využil období letních prázdnin k provedení prvních experimentů. Během 3. ročníku pracoval již samostatně. Bakalářská práce vyžadovala zvládnutí dvou odlišných a náročných experimentálních technik – přípravy vzorků pomocí fokusovaného iontového svazku a jejich analýzy pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Student přistupoval ke své práci odpovědně s vysokým nasazením a dosáhl výsledků, které pomohou pochopení růstu CoSi2 ostrůvků připravených na Si substrátu pomocí oxidem řízené epitaxe.
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 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 B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Cílem práce bylo experimentálně stanovit složení, tloušťku a modifikovat oxid křemíku pomocí Ga iontů a prozkoumat chování této vrstvy. Modifikovaná oxidová vrstva pak má sloužit k řízenému selektivnímu růstu kobaltových magnetických struktur.
Práce se v teoretické části zabývá problematikou růstu vrstev a jejich analýzou metodami XPS a SEM. Je rozebrána i problematika fokusovaných iontových svazků. Kromě této teoretické části je v práci podrobně popsán a diskutován experiment založený na modifikaci povrchu křemíku pomocí různých dávek Ga iontů. Je zde stanovena ionty nemodifikovaná tloušťka oxidové vrstvy pomocí metody XPS. V modifikovaných oblastech tloušťka oxidu nebyla stanovena. Pomocí XPS byla měřena přítomnost Si, Ga a jejich oxidů v závislosti na teplotě. Změny teploty vyvolaly modifikace vazeb jednotlivých prvků a ty jsou podrobně diskutovány.
Vzhledem k rozsahu experimentálních prací a podrobné diskuzi změřených dat, které jsou přehledně prezentovány, považuji tuto práci za zdařilou, doporučuji ji k obhajobě a navrhuji hodnocení stupněm A.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
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 A
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. Dávka iontů byla definována pomocí parametru s názvem nominální odprašovaná hloubka. Jaká byla skutečná hloubka odprášené vrstvy pro jednotlivé nominální hloubky? Je možné pro vyšší nominální hloubky v jednotkách nm ještě hovořit o modifikaci oxidové vrstvy, pokud tato byla na počátku menší než 1 nm?
  2. Ve vyhodnocení experimentu jsou bohužel uvedeny pouze plochy jednotlivých píků a ne relativní koncentrace. Jaká byla měřená koncentrace Ga? Předpokládám, že byla v řádu desítek procent. Jak si vysvětlujete takto vysokou koncentraci Ga, když většina implantovaných Ga iontů při energie 30 keV po dopadu skončí v hloubce několika desítek nm?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová