Vývoj průmyslové technologie přípravy diamantu podobných vrstev

Bc. Michael Kroker

Bakalářská práce

Development of industrial technology for deposition of DLC thin films

Anotace:

Tato práce je zaměřena na vývoj průmyslové technologie výroby diamantu podobných uhlíkových vrstev. Cílem je připravit tenké DLC vstvy typu ta-C na průmyslovém povlakovacím zařízení. Vrstvy jsou připraveny odprašováním uhlíkového terče v magnetronové konfiguraci za sníženého tlaku v Ar/CO/CO2 atmosféře. Je popsán vliv depozičních parametrů na podíl sp3 vázaných uhlíkových atomů ve struktuře vrstvy. Podíl sp3 vazeb je určen pomocí Ramanovy spektroskopie. Je sledován vliv depozičního tlaku, teploty, předpětí vzorků, směsi plynů a vliv režimu buzení magnetronového plazmatu. Je využit stejnosměrný režim a pulzní DC režim. Tloušťka je určena metodou spektrofotometrie a prvkové složení metodou EDX. Při optimálních parametrech byla připravena amorfní uhlíková vrstva obsahující přibližně 20 % sp3 vazeb. Metoda EDX ukázala zakomponovaný kyslík ve struktuře vrstvy. Ve výsledku byly připraveny DLC vrstvy typu a-C(:O).

Abstract:

This thesis focuses on developing of an industrial technology for deposition of the diamond-like carbon thin films. The goal is to synthesize ta-C thin films using an industrial sputtering system. Thin films were deposited by sputtering of an carbon target in magnetron configuration at low pressure in Ar/CO/CO2 atmosphere. Evolution of sp3 bonding ratio is examined in effect of deposition pressure, temperature, bias voltage and gas composition. Raman spectroscopy was used to determine sp3 bonding ratio of carbon atoms in the structure of film. Role of the pulsed-DC plasma is also studied. Thickness of thin films was determined by UV/VIS/NIR spectrophotometry. EDX method was used to determine the chemical composition of deposited films. Optimal conditions resulted in preparation of an amorphous carbon film that contains around 20 % of sp3 bonded carbon atoms. Chemical composition shows additive oxygen atoms in the structure of the film. In conclusion DLC film was prepared and can be sorted as a-C(:O).

Klíčová slova

diamantu podobné vrstvy, DLC, PVD, naprašování, PECVD, Boudouardova reakce, Ramanova spektroskopie, diamond-like-carbon, magnetron sputtering, Boudouard reaction, Raman spectroscopy

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 18. 5. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 6. 2016
• Vedoucí: prof. Mgr. Petr Vašina, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Aplikovaná fyzika / Nanotechnologie - aplikovaná fyzika