bakalářská práce

Vývoj nosiče vzorků pro měření elektrických vlastností v UHV SEM

Text práce 8.91 MB Příloha 2.31 MB

Autor práce: Ing. Tomáš Axman

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Oponent: Ing. Michal Pavera, Ph.D.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce se zabývá konstrukcí a následným testováním nosiče vzorků umožňující ohřev, chlazení a měření teploty vzorku a zásobníku vzorků pro vysokovakuovou aparaturu skenovacího elektronového mikroskopu, který je vyvíjen ve spolupráci s firmou Tescan. Teoretická část se zabývá rešeršní studií v současnosti používaných nosičů vzorků pro UHV a zhodnocení jejich pozitiv a negativ. Pojednáno je také o vhodnosti použití některých materiálů. Experimentální část popisuje samotnou konstrukci receptoru paletek s ohledem na nutný počet elektrických kontaktů pro měření elektrických vlastností vzorků a kompatibilitu s UHV. Následuje samotné měření a testování vyrobeného funkčního vzorku receptoru paletek jak při nízkých tak při vysokých teplotách.

Klíčová slova:

UHV SEM, nosič vzorku, receptor paletek, zásobník paletek, teplotní dělič

Termín obhajoby

23.06.2016

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)
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)

Posudek vedoucího
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Cílem práce bylo vyrobit zásobník vzorků a držák vzorků umožňující ohřev, chlazení a měření teploty vzorku a ověřit jejich funkčnost. Tyto části budou sloužit pro měření v ultravakuovém mikroskopu vyvíjeném firmou Tescan ve spolupráci s ÚFI. Požadavky na držák vzorků byly náročné z hlediska malých rozměrů, rozsahu teplot a počtu elektrických kontaktů. Výsledné konstrukční provedení umožňuje použití materiálů kompatibilních s UHV i při vysokých teplotách, tato vlastnost spolu s počtem kontaktů je unikátní a na trhu se nepodařilo nalézt žádné srovnatelné řešení.  Autor práce pracoval samostatně s vysokým nasazením, jeho výkresová dokumentace prošla náročným procesem validace ve firmě Tescan, aby mohla být zařazena do výroby. Držák a zásobník vzorků byly sestaveny a testovány. Autor získal na tuto práci finanční příspěvek z fondu projektu AMISPEC. Vzhledem k svědomité, velice aktivní a tvůrčí činnosti autora navrhuji práci hodnotit stupněm A.
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

Posudek oponenta
Ing. Michal Pavera, Ph.D.

Předložená práce se zabývá vývojem nosiče vzorků, který je určen do ultravakuové (UHV) komory rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM),  a který bude provozován za proměnných tepot. Z práce je zřejmý systematický přístup při vypracování vlastního konstrukčního návrhu nosiče vzorku. Při návrhu byly zohledněny všechny kladené požadavky, tedy hlavně požadavek kompatibility zařízení s prostředím UHV a implementace tepelné izolace. Autor navíc navrhl řešení ohřevu zkoumaného vzorku prostřednictvím odporových tělísek. Požadavek ochlazování vzorku byl řešen ve spolupráci s Ústavem přístrojové techniky Akademie věd ČR. Předkládané, velmi kompaktní, konstrukční řešení považuji za originální a do budoucna přínosné. Práce se také zabývá testováním navrženého nosiče a konstrukcí zásobníku vzorků. I v tomto případě byly všechny požadavky svědomitě splněny. 
Kvalitu vykonané práce bohužel kazí její prezentace. Přestože práce osahuje všechny důležité části, není její struktura příliš logická. Například se prolíná rešeršní část s vlastním konstrukčním řešením, nebo popis stávající UHV komory s obecným popisem způsobu tvorby a měřením vakua. Samotný text je chaotický a poměrně špatně se v něm orientuje. Jedná se převážně o kapitolu s popisem konstrukce nosiče a zásobníku. Text obsahuje popis mnoha konstrukčních řešení, které nejsou nikde ilustrovány, případně jsou v obrázcích špatně vyznačeny, a pro neznalého čtenáře se proto text stává značně nepřehledným. Autor pro popis v textu používá kromě značení číslem technické dokumentace také názvy jednotlivých součástí, které ne vždy odpovídají názvu uvedenému na výkrese. Text obsahuje několik překlepů, gramatických a stylistických chyb. V práci je použita i řada nestandardních výrazů jako například pojem vysokotřecí materiál. Obrázky jsou na tom obdobně, některým chybí měřítko, případně jsou příliš tmavé a text s popisky je graficky nejednotný. Připomínku bych měl i k prezentaci výsledků testování. Na straně 27, 30 a 31 jsou prezentovány teplotní průběhy při testování ohřevu a ochlazování vzorku umístěném na navrženém nosiči. Grafy obsahují několik teplotních průběhů, ale v textu je bohužel pouze velice stručně naznačeno v jakých místech se nacházela teplotní čidla.
Přes četné připomínky autor splnil všechny požadavky zadání a také přiložil precizně vypracovanou výkresovou dokumentaci. Z těchto důvodů práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou B.
Kritérium hodnocení Známka
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 C
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Otázky k obhajobě:
  1. Jakým způsobem byla určena amplituda vibrací 6 nm při namontování nosiče do mikroskopu SEM?
  2. V práci je zmíněno, že rozměry kuličky a kalíšku tepelné izolace byly voleny s ohledem na minimalizaci jejich vzájemné kontaktní plochy. Jaké rozměry byly tedy zvoleny? S jak velkou kontaktní plochou se v tomto případě počítá?
  3. V textu chybí informace pro jaký rozsah teplot je navrhovaný nosič vzorku navržen. V jakém rozsahu teplot bude tedy nosič vzorku provozován?
  4. Z grafu ohřevu funkčního vzorku je patrné, že konečná hodnota na vzorku činí 734 K a na patě skeneru 371 K. V textu se ovšem píše, že hodnota na patě skeneru nesmí překročit 323 K. Jakým způsobem bude teplota na patě skeneru snížena?

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová