Kombinovaná depozice vrstev Ta-O-N a kovových klastrů Cu

Šárka BATKOVÁ

Master's thesis

Combined deposition of Ta-O-N coatings and clusters of copper

Abstract:

Tato práce se zabývá kombinovanou depozicí vrstev na bázi Ta-O-N a nanoklastrů mědi. Vrstvy byly připraveny metodou reaktivní vysokovýkonové pulzní magnetronové depozice při průměrné výkonové hustotě v pulzu 1000 W/cm2. Reaktivní plyny byly do komory přiváděny pomocí keramické trubičky vzdálené 7 mm od terče pro zvýšení stupně disociace reaktivní směsi (zejména dusíku). Byla demonstrována možnost plynulého řízení podílu dusíku ve vrstvách a tím pádem i úpravy vlastností vrstev, jako je např. snížení šířky zakázaného pásu z hodnoty 4,2 eV na 1,7 eV. Dosažené vlastnosti připravených vrstev jsou slibné pro potenciální využití tohoto tenkovrstvého materiálu pro fotokatalyticý rozklad vody. Nanoklastry byly připravovány pomocí zdroje klastrů typu "gas aggregation source". Nanoklastry byly nejprve deponovány na křemíkové substráty pro průtoky argonu do agregační komory zdroje klastrů 80, 100, 120, 140 a 160 sccm. Nebyl pozorován žádný výrazný trend velikosti a četnosti nanoklastrů. Následně byla provedena kombinovaná depozice vrstvy Ta-O-N a nanoklastrů mědi na povrch vrstvy.

Abstract:

This thesis deals with combined deposition of Ta-O-N coatings and nanoclusters of copper. The coatings were deposited using reactive high power impulse magnetron sputtering at an average target power density in a pulse of 1000 W/cm2. A ceramic tube placed 7 mm from the target was used for admitting the reactive gases into the vacuum chamber in order to increase the degree of dissociation of the reactive gas mixture (especially nitrogen). This approach allowed us to control the amount of nitrogen in the coatings and also to utilize the coating properties. In particular, the band gap width of the coatings was reduced from 4.1 to 1.7 eV, which makes the coatings potential candidates for application as visible-light driven photocatalysts. The nanoclusters were deposited using gas aggregation source. The nanoclusters were first deposited onto silicon substrates at argon flow rates of 80, 100, 120, 140 and 160 sccm. No significant trend in the nanocluster size and amount was observed. Finally, a combined deposition of nanoclusters onto a Ta-O-N coating was performed.

Keywords

HiPIMS, Ta-O-N, fotokatalytický rozklad vody, nanoklastry

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 6. 2016

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jiří Čapek, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Master programme / field:
Applied Sciences and Computer Engineering / Applied Physics and Physical Engineering