Charakterizace nanostruktur připravených iontovou implantací

Hana PUPÍKOVÁ

Master's thesis

Charakterization of nano-structures prepared by ion implantation

Abstract:

Unikátní vlastnosti předurčují lithium niobát (LiNbO3, LN) k použití jako moderního materiálu v oblasti fotoniky. Vynikající vlastnosti monokrystalu lithium niobátu umožňují modulaci a zároveň zesílení optického záření a umožňují snadnou dopaci tohoto materiálu laserově aktivními ionty jakým je erbium. Vývoj funkčních optických tenkovrstvých zesilovačů je dnes jedním z hlavních výzkumných směrů v materiálovém optickém výzkumu. Technika iontové implantace je jednou z možností, jak vytvořit opticky aktivní vrstvu. Strukturální změny v LN hexagonální krystalické struktuře způsobené implantací ionty erbia nebo po implantačním žíhání nebyly dosud dobře objasněny. LN krystalické vzorky různých krystalografických řezů budou implantovány ionty Er+ a následně žíhány. Koncentrační profily iontů erbia budou studovány metodou Rutherfordova zpětného rozptylu iontů (RBS). Analýza bude provedena na urychlovači Tandetron 4130 MC pomocí iontového svazku 2,0 MeV He+. Aby bylo možné studovat změny způsobené implantačním procesem, bude vliv žíhání na obnovení hostitelské mřížky zkoumán metrdou RBS/channeling, kde budeme studovat výtěžek zpětně odražených iontů v závislosti na směru svazku dopadajících iontů (náhodný směr nebo směr shodný s osou krystalografického řezu).

Abstract:

Due to the unique properties, lithium niobate (LiNbO3, LN) continue to be used as advanced materials in the field of photonics. The outstanding properties of the single-crystalline lithium niobate allow modulating and simultaneously also amplifying optical radiation. But actually single crystalline lithium niobate is in fact congruent crystal and it allows an easy doping with laser active ions as erbium. The development of functional optical thin-layer amplifiers is now one of the main research directions. The ion-implantation technique is a way to form active optical layers. The structural changes caused by erbium-ion implantation - or by post-implantation annealing - have not yet been well clarified in the LN hexagonal crystalline structure. LN crystalline samples of various crystallographic orientations will be implanted by Er+ ions and sub-sequently annealed. The concentration profiles of the incorporated erbium ions will be studied by Rutherford backscattering spectroscopy (RBS). The analysis will be performed at a Tandetron 4130 MC accelerator using a 2.0 MeV He+ ion beam. In order to study the damages introduced by the implantation process, the influence of the annealing procedure on the recovery of the host lattice will be examined by RBS/channelling measurements, where back-scattered yield of ions depending on the incoming ion beam direction will be studied (random direction or the direction of the analyzing beam aligned to the axes of the crystallographic orientation).

Keywords

iontová implantace, lithium niobát, oxid zinečnatý, RBS, kanálování

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 6. 2015

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Anna Macková, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / FY MA SŠ