Příprava tenkých vrstev oxidů stabilizovaných vysokou entropií

Bc. Tatiana Pitoňáková

Bachelor's thesis

Preparation of high entropy alloy thin film oxides

Anotácia:

Cílem této práce je připravit tenké vrstvy oxidu (CrMnFeNiCu)3O4 se spinelovou krystalickou strukturou stabilizovaného vysokou entropií reaktivním magnetronovým naprašo-váním. Byl zkoumán vliv průtoku kyslíku a depoziční teploty na tloušťku, chemické složení a krystalickou strukturu vytvořených vrstev. Zvýšení průtoku kyslíku způsobilo otravu manganových, chromových a železných terčů, což mělo za následek snížení tloušťky vzorků a nízkou koncentraci prvků rozprášených z nejvíce otravených terčů . Pozorovaná krystalová struktura, velikosti zrn a mřížkové parametry byly porovnány s výsledky autorú Nguyen et al. [1], který dříve syntetizovali (CrMnFeNiCu)3O4 ve formě práškú hydrotermální metodou s následným žíháním z bulkových prášků. [1] Thi Xuyen Nguyen, Chia-Chien Tsai, Jagabandhu Patra, Oliver Clemens, Jeng-Kuei Chang, and Jyh-Ming Ting. Co-free high entropy spinel oxide anode with controlled morphology and crystallinity for outstanding charge/discharge performance in lithium-ion batteries. Chemical Engineering Journal, 430:132658, 2022.

Abstract:

The objective of this thesis is to prepare thin films of high entropy spinel oxide (CrMnFeNiCu)3O4 by reactive magnetron sputtering. The influence of oxygen flow rate and deposition temperature on the thickness, chemical composition and crystal structure of created films was investigated. The increase in oxygen flow caused severe poisoning of manganese, chromium and iron targets, which resulted in a decrease in the thickness of samples and low concentrations of elements most affected by poisoning. Observed crystal structure, grain sizes, and lattice parameters of our thin films were compared to the results published by Nguyen et al. [1], who previously synthesised (CrMnFeNiCu)3O4 in the form of powder by hydrothermal method followed by post-annealing from bulk powders. [1] Thi Xuyen Nguyen, Chia-Chien Tsai, Jagabandhu Patra, Oliver Clemens, Jeng-Kuei Chang, and Jyh-Ming Ting. Co-free high entropy spinel oxide anode with controlled morphology and crystallinity for outstanding charge/discharge performance in lithium-ion batteries. Chemical Engineering Journal, 430:132658, 2022.

Keywords

PVD, tenké vrstvy, reaktivní magnetronové naprašování, slitiny stabilizované vysokou entropií, oxidy se spinelovou strukturou stabilizované vysokou entropií, thin films, reactive magnetron sputtering, HEA (high entropy alloys), HESO (high entropy spinel oxide)

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 25. 6. 2024
• Vedúci: doc. Mgr. Pavel Souček, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Matej Fekete, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Physics – nanotechnology / Physics – nanotechnology