bakalářská práce

Návrh iontového zdroje pro odprašování

Text práce 2.18 MB Příloha 2.28 MB

Autor práce: Ing. Petr Glajc

Ak. rok: 2011/2012

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

Oponent: Ing. Stanislav Voborný, Ph.D.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce se zabývá vývojem nového typu iontového zdroje. Jejím cílem je navrhnout iontový zdroj se sedlovým polem pro odprašování. Inovací ve vypracovaném návrhu je kombinace klasického válcově symetrického iontového zdroje a žhavené katody vyrobené z wolframu. V první části práce je uvedena rešerše problematiky iontových zdrojů. Druhá část se zabývá elektronově-optickým návrhem zdroje a simulací elektrostatického pole včetně trajektorií elektronů a iontů. Jsou také odhadnuty některé parametry iontového zdroje. V třetí části je detailně popsán konstrukční návrh založený na předchozích simulacích. Součástí práce je kompletní výkresová dokumentace.

Klíčová slova:

iontový zdroj, sedlové pole, žhavená katoda, odprašování, EOD, konstrukce

Termín obhajoby

19.06.2012

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. 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)

Petr Glajc pracoval na zvoleném tématu pečlivě, samostatně  a podařilo se mu splnit navržené cíle práce. Rozpracoval základní elektronově-optický návrh Jakuba Zlámala a na jeho základě provedl konstrukční návrh iontového zdroje. Předložený text bakalářské práce prošel z mé strany minimem korekcí a prokázal, že student je nejen výborným konstruktérem, ale také že výsledky své práce umí odpovídajícím způsobem prezentovat.
Kritérium hodnocení Známka
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 A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Bakalářská práce Petra Glajce je na velmi dobré úrovni. V úvodu se zabývá základními fyzikálními ději v iontových zdrojích. Ačkoliv jedním ze dvou hlavních úkolů práce měla být rešerše problematiky iontových zdrojů, práce však zmiňuje pouze jeden druh, a to elektron-srážkové zdroje a některé jejich varianty, které jsou inspirací pro navrhovaný zdroj. Od počátečních jednoduchých návrhů ionizační komory student dosáhl postupnými úpravami modelu výrazného prodloužení trajektorie elektronů a tím vyšší účinnosti ionizace. Kromě optimalizace tvaru elektrod zdroje se student pokusil odhadnout i některé parametry iontového zdroje, které jsou však díky několika nepřesnostem při výpočtech spíše spekulativní. Např. proudová hustota elektronů z Richardsonovy rovnice (2.11) není totožná s hustotou elektronů v efektivním objemu zdroje nebo elektrický odpor vlákna vypočítaný ze vztahu (3.3) není pro zapojení vlákna podle obr. 4.3 správně. Při aplikaci iontového zdroje pro čištění substrátů není požadavek na co nejmenší energiový rozptyl kritický.
Z konstrukčního hlediska je však návrh iontového zdroje na velmi dobré úrovni. Jedná se však spíše o konstrukční návrh ionizační komory a nosné příruby než o celý iontový zdroj, v práci je pouze zmínka o extrakční optice iontového zdroje. Také zde není řešen problém s pronikáním vysokého potenciálu do vakuové komory. Tyto další nezbytné kroky návrhu iontového zdroje by však již vybočovaly z obvyklého rozsahu kladeného na bakalářské práce. V práci mi chybí úvaha o vlivu vlákna na chování zdroje se sedlovým polem. Ačkoliv je na něm potenciál stejný jako na hlavním tělese zdroje, do ionizační komory vnáší jistou nesymetrii.
Práce je velmi přehledná, s minimem stylistických a pravopisných chyb (jeden špatný odkaz na obr., Wiennův filtr místo Wienův filtr, Jakub Zlámal je v práci na rozdíl od ostatních uveden bez titulu a několik dalších). Obsáhlá příloha zahrnuje výkresovou dokumentaci rovněž na vysoké úrovni. Oponent je velmi zvědav na výsledky testování iontového zdroje. Celkově práci hodnotím jako velmi zdařilou, doporučuji k obhajobě a hodnotím ji 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 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
Otázky k obhajobě:
  1. Jaký je správný tepelný výkon vlákna pro zapojení dle obr. 4.3(a)?
  2. Čím je způsobena nesymetrie rozložení míst ionizace atomů v iontovém zdroji? Byl tento výpočet proveden opakovaně?
  3. Popište, jak vznikl graf na obr. 3.4. Jakých energií dosahují elektrony uvnitř zdroje? Dochází k vícenásobné ionizaci?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová