Nalezení optimální konfigurace vzorku pro přesné měření elektrických vlastností tenkovrstvých materiálů na bázi směsi oxidových nanočástic

Petr KUČERA

Bachelor's thesis

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou nalezení optimální konfigurace vzorku pro přesné měření elektrických vlastností tenkovrstvých materiálů na bázi směsi oxidových nanočástic. Dosud se na katedře fyziky Fakulty aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni úspěšně měřily elektrické vlastnosti senzorických tenkovrstvých oxidových materiálů klasickou čtyřbodovou metodou. S příchodem nanočásticové struktury ovšem přichází problém měření takto strukturovaných vrstev z důvodu propíchnutí a možného otření nanočástic hrotem měřící sondy. Předložená práce je tedy věnována experimentálnímu ověření vlivu konfigurace vzorku (materiál substrátu, způsob zpracování substrátu, materiál a pozice kontaktů) na měření elektrických vlastností. Jednotlivé konfigurace vzorků jsou vyšetřovány za použití souvislé vrstvy CuOx (tj. vrstvy bez nanočástic). Na základě získaných dat je vybrána optimální konfigurace vzorku pro budoucí přesné měření elektrických vlastností tenkovrstvých materiálů na bázi nanočástic pomocí čtyřbodové metody se speciálně navrženou sondou se čtvercovou konfigurací hrotů. Pro zkoumání homogenity připravených tenkovrstvých materiálů bylo využito elipsometrie. K měření jejich elektrických vlastností byla použita čtyřbodová a van der Pauwova metoda.

Abstract:

This bachelor thesis deals with an investigation of an optimal sample configuration for an accurate measurement of electrical properties of thin-film materials based on a mixture of oxide nanoparticles. So far, the sensing properties of thin-film oxide materials have been successfully measured by the four-point probe method at the Department of Physics, Faculty of Applied Sciences at University of West Bohemia. However, the nanoparticle structure requires a new measuring setup due to a possible perforation and wipe off of the nanoparticles by the tip of the measuring probe. The presented work is therefore devoted to an experimental verification of the influence of the sample configuration (substrate material, method of substrate preparation, material and position of contacts) on the measurement of electrical properties. Individual sample configurations are investigated using a dense CuOx thin film (i.e., without nanoparticles). Based on the obtained data, the optimal sample configuration is selected for a future accurate measurement of the electrical properties of the nanoparticle-based thin-film materials by the four-point probe method with a customized probe head using square configuration of individual probes. Ellipsometry was used to examine the homogeneity of these layers. To measure electrical properties, four-point probe and van der Pauw methods were used.

Keywords

čtyřbodová metoda, van der Pauwova metoda, oxidové nanočástice, senzorické vrstvy pro detekci vodíku

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 7. 2021

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Jiří Čapek, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Bachelor programme / field:
Applied Sciences and Computer Engineering / Applied and Engineering Physics