Příprava nanokompozitních vrstev na bázi titanu

Bc. Pavel Souček, Ph.D.

Diplomová práce

Deposition of nanocomposite thin films based on titanium

Anotace:

Hlavním cílem této práce je studium procesu přípravy moderních nanokompozitních materiálů s potenciální možností využití v průmyslu. K tomuto využíváme hybridního PVD-PECVD procesu a to konkrétně magnetronového naprašování v atmosféře s příměsí reaktivního plynného uhlovodíku. Připravené vrstvy jsou nc-TiC/a-C:H, tedy nanokrystality karbidu titanu uložené v amorfní hydrogenizované uhlíkové matrici. Zkoumáme vliv druhu uhlovodíku a jeho průtoku na mechanické vlastnosti, složení a strukturu deponovaných vrstev. Za podobných experimentálních podmínek jsme připravili vrstvy deponované za přítomnosti acetylenu a nebo za přítomnosti metanu. Nalezli jsme průtok acetylenu, pro který byly mechanické vlastnosti vrstev nejlepší a při tomto průtoku jsme zkoumali další faktory ovlivňující růst vrstvy jako depoziční doba a teplota substrátu. Vlastnosti vrstev jsme vyhodnocovali z měření pomocí rentgenové difrakce, Ramanovské spektroskopie, EDX, XPS, SEM, a nanoindentace.

Abstract:

The main goal of this work is to study the process of preparation of modern nanocomposite materials with potential industrial use. To achieve this we use the hybrid PVD-PECVD process, concretely we use magnetron sputtering in an atmosphere containing reactive gaseous hydrocarbon. Prepared films consist of nc-TiC/a-C:H, which represents nanocrystallites of titanium carbide embedded in hydrogenized carbon matrix. We study the influence of hydrocarbon type and its flow on mechanical properties, composition and structure of deposited films. Applying similar deposition conditions we prepared films deposited while using acetylene or methane gas. We found the flow of acetylene that provides the best mechanical properties of our films and using this flow we studied other parameters affecting the thin film growth such as deposition time and substrate temperature. We analyzed the properties of our films from measurements via X-ray diffraction, Raman spectroscopy, EDX, XPS, SEM and nanoindentation.

Klíčová slova

nanokompozit, nc-TiC/a-C, H, magnetronové naprašování, hybridní PVD-PECVD, nanocomposite, magnetron sputtering, hybrid PVD-PECVD

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 5. 2010

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 11. 6. 2010
• Vedoucí: Mgr. Marek Eliáš, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika plazmatu