Studium mechanismu plazmové polymerace

Bc. Miroslav Michlíček

Master's thesis

Investigation of plasma polymerization

Anotácia:

Tato práce se zabývá plazmovou polymerací, tedy depozicí tenkých organických vrstev metodou PECVD. Takto vytvořené vrstvy mohou mít v závislosti na depozičních podmínkách širokou škálu vlastností, od měkkých, hydrofilních vrstev až po tvrdé, nerozpustné a superhydrofobní vrstvy. Mechanismus plazmové polymerace je však velmi komplexní, což komplikuje nalezení vhodných depozičních podmínek pro přípravu vrstev s požadovanými vlastnostmi. V práci se rozsáhle diskutuje přístup makroskopického popisu (makroskopické kinetiky) plazmové polymerace a je dále zkoumán na dvou modelových směsích plynů C2H4/CO2 a C2H4/NH3 v radiofrekvenčním (13,56 MHz) kapacitně vázaném výboji. Plazma jsou zkoumána diagnostickými metodami, jmenovitě napěťovou sondou, MWI, OES a RFEA sondou. Změřené parametry plazmatu jsou korelovány s vlastnostmi výsledných vrstev, charakterizovaných metodami XPS, FTIR a měřením kontaktního úhlu s vodou. U vrstev připravených ze směsi C2H4/NH3 byla pomocí kombinace chemické derivatizace a XPS určena koncentrace primárních aminových skupin.

Abstract:

This thesis deals with the plasma polymerization, i.e. deposition of thin organic coatings by means of PECVD. Depending on the deposition conditions, the coatings exhibit a wide variety of properties, from soft and hydrophilic to hard, insoluble and superhydrophobic. Mechanism of the plasma polymerization is however very complex, which complicates finding of the right conditions for preparation of a thin film with desired properties. The approach of macroscopic description (the macroscopic kinetics) of plasma polymerization is extensively discussed in this work and further studied on two model gas mixtures C2H4/CO2 a C2H4/NH3 in a radio-frequency (13.56 MHz) capacitively coupled plasma. The plasmas are investigated by V/I probe, MWI, OES and RFEA probe. The internal plasma parameters are correlated with properties of the resulting thin films characterized by XPS, FTIR and measurement of water contact angle. Thin films prepared from the mixture of C2H4/NH3 were further analysed by chemical derivatization combined with XPS in order to determine concentration of the primary amine groups.

Keywords

PECVD, plazmová polymerace, makroskopická kinetika, funkcionální plazmové polymery, aminovaný, povrch, plasma polymerization, macroscopic kinetics, functional plasma polymers, amine surface

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 19. 6. 2015
• Vedúci: doc. Mgr. Lenka Zajíčková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Physics / Plasma Physics