Studium termální stability diamantu-podobných tenkých vrstev modifikovaných křemíkem, kyslíkem a dusíkem

Bc. Tomáš Gardelka

Master's thesis

Study of thermal stability of diamond-like carbon thin films modified by silicon, oxygen and nitrogen

Abstract:

Cílem této diplomové práce bylo studovat termální stabilitu diamantu-podobných vrstev modifikovaných křemíkem a kyslíkem. K dispozici jsme měli dvě sady vzorků s různým obsahem křemíku a kyslíku, které byly deponované na křemíkový substrát metodou PECVD. Také jsme měli referenční sadu s čistým DLC a tedy nulovým obsahem křemíku a kyslíku. Pomocí optických měření jsme změřili tloušťky vrstev a termální stabilitu těchto vrstev jsme studovali pomocí metody TDS. Dále jsme měřili mechanické vlastnosti vrstev v závislosti na teplotě žíhání. V rámci rozšíření práce jsme také studovali dva další typy vzorků. První typ byl stejně jako předešlé vzorky deponován na křemíkovém substrátu metodou PECVD, ale šlo o amorfní deuterizovanou uhlíkovou vrstvu. Druhý typ byl nanokompozit tvořený TiC nanokrystality, zasazenými v amorfní hydrogenizované uhlíkové matrici deponovaný na substrátech z rychlořezné oceli. Práce je rozdělena na tři hlavní části. V první, Teoretické části jsou uvedeny metody užité při zkoumání vzorků. Ve druhé, Experimentální části je vlastní popis experimentu a ve třetí části zvané Výsledky jsou uvedena naměřena data spolu s jejich komentářem.

Abstract:

In this thesis we study thermal stability of diamond-like carbon films modified with silicon and oxygen. For this purpose we had two sets of samples with different silicon and oxygen content, which were deposited on silicon substrate by PECVD method. We also had a set of samples with pure DLC films. We calculated thicknesses of all the films from optical measurements. Thermal stability of these films was studied by TDS. We also measured dependence of mechanical properties of films on annealing temperature. As an expansion of the thesis we also studied another two sets of samples. First set had amorphous carbon films modified with deuterium. The other set was nanocomposite material composed of TiC nanocrystallites embedded in amorphous hydrogenated carbon matrix. The work is divided in 3 main parts. Theoretical part, where we describe methods we used during the study. Experimental part where we described experimental setup. And Results, which contains all the data with commentaries.

Keywords

DLC, modified diamond-like carbon, thermal desorption, TDS, TPD, thermomechanical properties, modifikovaná diamantu-podobná vrstva, termální desorpce, nc-TiC/a-C, H, RBS, ERDA, termomechanické vlastnosti

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 12. 6. 2012
• Supervisor: doc. RNDr. Vilma Buršíková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Plasma Physics