bakalářská práce

Studium povrchové kontaminace optických dílů pomocí rozptylu nízkoenergiových iontů LEIS

Text práce 6.68 MB Příloha 1.06 MB

Autor práce: Ing. Filip Sekula

Ak. rok: 2018/2019

Vedoucí: doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D.

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

Abstrakt:

Tato práce se věnuje studiu povrchové kontaminace optických dílů metodou rozptylu nízkoenergiových iontů LEIS. Výskyt povrchových nečistot na optických komponentách má negativní dopad na tenké vrstvy na ně nanášené. Ke kontaminaci může docházet mezi jednotlivými kroky výroby. Určením složení těchto nečistot by bylo možné jim předcházet a zvýšit tak efektivitu vrstvících procesů. Měření je prováděno na pravoúhlých optických hranolech za pokojové teploty. Zabýváme se také konstrukcí držáku vzorků s možností jejich vyhřívání v preparační komoře. Dále se věnujeme referenčním měřením k následné kvantifikaci povrchových nečistot.

Klíčová slova:

LEIS, držák vzorků, vyhřívání vzorků, povrchové nečistoty, optické díly

Termín obhajoby

20.06.2019

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaBznamka

Klasifikace

B

Průběh obhajoby

Po otázkách oponenta bylo dále diskutováno: Zákon zachování energie při binární srážce.

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)
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (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)

Předložená bakalářská práce představuje kompletní fyzikálně-inženýrský návrh, který je navíc podpořen adekvátním teoretický popisem a vyhodnocením experimentálních dat s důrazem na použitelnost pro potřeby firmy Meopta – optika s.r.o.
Cíle stanovené v zadání bakalářské práce byly z velké části splněny a realizovaná měření LEIS prokázala rozdíly v kvalitě povrchů optických elementů připravených různými čistícími procesy používanými před depozicí tenkých optických vrstev. Fyzikální návrh modifikace vyhřívací paletky byl následován návrhem konstrukčním. Praktická realizace provedena nebyla, což znemožnilo přípravu povrchu optických elementů pro LEIS analýzy pomocí žíhání v podmínkách UHV.
Autor se detailně seznámil s procesy čištění používanými ve firmě  Meopta – optika s.r.o. a s fyzikálními principy metody rozptylu iontů s nízkou energií, což mu umožnilo využít potenciál metody LEIS pro získání cenných experimentálních výsledků.
Konstrukční návrh modifikace paletky vzorku pro měření optických elementů byl proveden efektivně a odzkoušen v experimentálních podmínkách. Rovněž konstrukce pomocné komory pro přípravu vzorků byla úspěšná.
Rád bych ocenil šíři problémů, které pan Filip Sekula v rámci bakalářské práce samostatně a iniciativně řešil.

Cekově navrhuji hodnotit práci stupněm A (výborně).
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky 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 B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Bakalářská práce Filipa Sekuly se zabývá průmyslovou aplikací rozptylu nízkoenergiových iontů, tedy techniky primárně určené ke studiu povrchů v podmínkách ultravysokého vakua, a jako takové je její téma přitažlivé. Student se rozhodl text rozdělit do šesti kapitol, které jsou přehledně uspořádány. Práce má přes padesát stran, což je dle mého názoru na bakalářskou práci příliš, zejména když se nabízí značně zkrátit, případně zcela pominout, kapitolu třetí, která je z mého hlediska nejméně zajímavá. Po formální stránce je práce přijatelná, obsahuje tolerovatelné množství překlepů, místy se student bohužel nevyhnul podivným formulacím („částice z úzkého intervalu energií“, „ionizace elektronu“, „výměna a korelace energií“, „sousední atomy ležící několik desítek nm od sebe“ atd.), kterým by se měl v budoucích kvalifikačních pracích vyvarovat. Obrázky jsou občas nadbytečné (kapitola 3 skoro celá, obr.1.1 vs 1.8 – není mezi nimi zásadní rozdíl a vše by se dalo spojit do obr. 1.9...). V kapitole 5 je matoucí použití budoucího času, čtenář je pak zmaten, zda držák byl, je nebo teprve bude použit pro experimenty. Část věnující se popisu nízkoenergiového rozptylu mi přijde zbytečně obsáhlá – místo technik, které v práci pak nejsou vůbec použity (strukturní analýza), by se slušelo např. popsat, proč je technika povrchově citlivá (při použití elektrostatického analyzátoru). Zarazil mně malý počet literatury, se kterou student pracoval.
Experimentální část práce (kapitola 6) svědčí o systematickém přístupu k experimentům, které jsou přehledně prezentovány v podobě naměřených spekter. Nemohu si však nepovzdechnout nad faktem, že chybí bližší komparativní analýza všech procesů – na začátku kapitoly je čtenář navnaděn výpočtem ploch referenčních píků SiO2, ovšem žádné další vyhodnocení naměřených spekter nenásleduje, což je škoda. Přehledná tabulka/graf by tuto kapitolu krásně uzavřely. Autor v závěru konstatuje, že nejlepším procesem se ukázalo plazmové čištění – je tedy zarážející, že v textu není nikde popsáno, o jaké plazma šlo a jaké byly parametry experimentu.

Přes výše uvedené výtky je předložená práce pěkným příkladem skloubení konstrukčního zadání s analýzou povrchu velice specifickou technikou. Student zvládl obě části, povedlo se mu získat relevantní výsledky, které (po nutné validaci) bude možné případně využít k optimalizaci mycího procesu. Po zodpovězení otázek u obhajoby práci doporučuji k obhájení.
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. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací D
Otázky k obhajobě:
  1. V kapitole 6.4 se provádí kvantitativní měření složení povrchu při iontovém odprašování. Nerozumím tomu, proč je výsledkem odprašování 86% pokryti SiO2 – čím je tvořen zbytek, případně co vlastně odprašujete (s ohledem na fakt, že signál píku uhlíku je po celou dobu odprašování víceméně konstantní, obr. 6.12)?

Známka navržená oponentem: C

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová