Příprava tenkých vrstev materiálů stabilizovaných vysokou entropií

Bc. Martin Ondryáš

Bachelor's thesis

Preparation of high entropy alloy thin films

Abstract:

V této bakalářské práci se zabýváme depozicí tenkých vrstev stabilizovaných vysokou entropií a závislostí jejich vlastností na průtoku reaktivního plynu do pracovní komory během procesu depozice. Bylo připraveno pět vzorků Cr-Mo-Hf-Ta-W pro průtoky dusíku 0, 5, 10, 15 a 20 sccm, pro které jsme měřili jejich chemické složení pomocí energiově-disperzní spektroskopie, hodnoty drsností Rz, Ra a Rq společně s jejich topografickými mapami povrchu na konfokálním laserovém mikroskopu, pořizovali snímky jejich povrchu a lomů s rastrovacím elektronovým mikroskopem a nakonec měřili velikost jejich krystalických zrn pomocí rentgenové difrakce. Minimální drsnosti dosahovala vrstva s průtokem dusíku 10 sccm a jeho koncentrací ve vrstvě (42,2 +- 0,6)%. Vrstva deponována při průtoku dusíku 5 sccm vykazovala amorfní charakter. Vrstvy deponovány při průtocích 10, 15 a 20 sccm si byly koncentrací, velikostí zrn i pořízenými snímky elektronovým mikroskopem velice podobné.

Abstract:

In this thesis we study deposition of high entropy alloy thin films and the dependence of their properties on flow of reactive gas inside the working chamber during the deposition. Five samples of Cr-Mo-Hf-Ta-W were prepared for reactive gas flows 0, 5, 10, 15 a 20 sccm. We measured their chemical composition by energy-dispersive spectroscopy, thier roughness values Rz, Ra and Rq alongside topographic surface maps on a confocal laser microscope, took images of their surface and profiles of fracture with scanning electron microscope and finally measured the size of their grain sizes by x-ray diffraction. The minimum roughness was reached by a layer with a nitrogen flow rate of 10 sccm and its concentration in the layer (42.2 +- 0.6)%. Film deposited at a nitrogen gas flow 5 sccm showed amorphous characteristics. The layers deposited at nitrogen flow rates of 10, 15 and 20 sccm were very similar in composition, grain size and images from scanning electron microscope.

Keywords

HEA, materiály stabilizované vysokou entropií, tenká vrstva, magnetron, magnetronové naprašování, high-entropy alloys, thin layer, magnetron sputtering

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 6. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 15. 7. 2021
• Supervisor: doc. Mgr. Pavel Souček, Ph.D.
• Reader: Mgr. Ondřej Jašek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Physics / Nanotechnology - Applied Physics