Diagnostika procesu plazmové syntézy nanomateriálu

Bc. Miroslav Šnírer

Master's thesis

DIagnostics of plasma synthesis of nanomaterial

Abstract:

This diploma thesis deals with diagnostics of the PECVD process of iron-based nanoparticles synthesis in oxygen and/or argon low temperature, low pressure plasma. Main parameteres were determined by optical and interferometric methods. Radial distribution of optical radiation was determined via inverse Abel transform which corresponds to the nature of surface wave discharge. Several important parameters were calculated by analysis of optical emission spectra: rotational and excitation temperatures, the densities of argon metastable levels and iron ground level. Microwave interferometry was used to obtain electron density. New reactor chamber for synthesis in argon-oxygen plasma was designed based on previous results. Nanoproducts were analysed by XRD and SEM to obtain chemical composition and their size.

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá diagnostikou PECVD procesu plazmové syntézy nanočástic na bázi železa v kyslíkovém a argonovém nízkoteplotním nízkotlakém plazmatu. Vlastnosti plazmy byly zkoumány pomocí optických a interferometrických metod. Pomocí inverzní Abelovy transformace bylo stanoveno prostorové rozložení záření odpovídající charakteru výboje s povrchovou vlnou. Z optických emisních spekter byly stanoveny významné parametry plazmatu jako je rotační teplota, excitační teplota, koncentrace argonových metastabilů a koncentrace neutrálního železa. Pomocí mikrovlnné interferometrie byla určena koncentrace elektronů. Na základě výsledků diagnostiky byla navržena nová reakční komora na syntézu v argónovo kyslíkovém plazmatu. Výsledný nanopráškový produkt byl analyzován metodami XRD a SEM za účelem zjištění chemického složení a velikosti částic.

Keywords

Plasma Synthesis, Optical Emission Spectroscopy, Interferometry, Iron Pentacarbonyl, Nanoparticles, Iron Oxides, Plasma Diagnostics, Imaging, Photography, Surace Wave Discharge, Metastables, EBF, PECVD, HF, Plazmová syntéza, Optická emisní spektroskopie, Interferometrie, Pentakarbonyl železa, Nanočástice, Oxidy železa, Diagnostika plazmy, Obrazová analýza, Fotografia, Výboj s~povrchovou vlnou, Metastabily

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2016
• Supervisor: prof. Mgr. Vít Kudrle, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Fyzika plazmatu