Kinetika katodoluminiscence scintilátorů a rezistů pro přístroje s elektronovým svazkem

Bc. Jan Bok, Ph.D.

Master's thesis

Cathodoluminescence kinetics of scintillators and resists for e-beam instruments

Abstract:

Obsahem práce je studium kinetiky katodoluminiscence scintilátorů YAG, YAP a YSO aktivovaným ionty ceru pro použití v Everhartově-Thornleyho detektoru pro rastrovací elektronový mikroskop. Práce se také zabývá měřením kinetiky katodoluminiscence polysilanů PMPSi vhodných k možnému využití v elektronové litografii jako polymerových rezistů. Dalším úkolem práce bylo vytvořit vhodnou metodu pro měření rychlých časů doznívání při nízkém světelném zisku. Byla využita unikátní katodoluminiscenční aparatura na ÚPT AV ČR, která byla v rámci práce modernizována a kalibrována. Rovněž byl naprogramován ovládací software pro řízení a automatizaci katodoluminiscenčních experimentů. Z výsledků měření scintilátorů YAG:Ce a YAP:Ce vyplývá jejich vhodnost pro využití v rastrovacích elektronových mikroskopech. Dosvit uvedených scintilátorů je však silně závislý na délce excitace a je potřeba tomuto faktu rastrovací mód mikroskopu podřídit. Pomocí závislosti doby doznívání na šířce excitačního pulsu lze identifikovat přítomnost záchytných luminiscenčních center v materiálu. Měření doznívání PMPSi přineslo výsledky střední doby života stavů excitovaných elektronovým svazkem, které v minulosti nebyly publikovány.

Abstract:

The content of the work is a cathodoluminescence kinetics studying of scintillators YAG, YAP and YSO activated by cerium ionts for usage in Everhart-Thornley detectors in scanning electron microscopes. The work also deals with measurement of cathodoluminescence kinetics of polysilanes PMPSi suitable for possible future use in electron beam litography as polymer resists. Other task of the work was to create technique for fast and low intensity light decay measurements. There was use unique cathodoluminescence apparatus in laboratory at ISI AS CR. The apparatus was updated and calibrated within this work. There was also developed an operating software for cathodoluminescence experiment control and automatization. The convenience of YAG:Ce and YAP:Ce for usage in scanning electron microscopy follows from results presented in this work. Afterglow of the scintillators is strongly dependent on a lenght of excitation. One can identify a presence of luminescence traps in material based on decay time dependence on width of excitation pulse. Measurement of PMPSi decay brought some unpublished results about mean lifetime of electron beam excited states in this material.

Keywords

kinetika katodoluminiscence, scintilátor, rezist, polysilan, YAG, YAP, PMPSi

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 1. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 17. 2. 2010
• Supervisor: RNDr. Petr Schauer, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Condensed Matter Physics