Příprava tenkých funkčních TCO vrstev a jejich analýza pro elektrochemickou senzoriku

Radka ŠIMEROVÁ

Bachelor's thesis

Abstract:

Cílem této práce byla studie, příprava a analýza tenkých vrstev ze skupiny vodivých oxidů, které jsou transparentní ve viditelné oblasti spektra, za účelem vytvoření elektrochemicky aktivních elektrod s víceúčelovým použitím. Vrstvy byly připraveny metodou magnetronového naprašování v nízkoteplotním plazmatu. Cínem dopovaný oxid inditý (ITO), který patří do výše zmíněné skupiny oxidů, byl deponován na křemíkové a skleněné substráty během různých depozičních podmínek. Hlavním úkolem této práce byla optimalizace depozičního procesu. Konkrétně bylo zkoumáno, jak elektrochemickou aktivitu připravených vrstev ovlivní tloušťka deponované vrstvy a ex-situ žíhání. Nicméně hlavní motivací výzkumu bylo zkoumání vlivu metod zaměřených na dodávání energie do deponované vrstvy, tj. vliv tlaku pracovního plynu, přítomnost in-situ žíhání během depozice a metoda napájení magnetronového výboje. K proměření elektrochemických vlastností vrstev byla provedena implementace systému měření cyklické voltametrie, jedné z nejrozšířenějších elektrochemických metod s vysokou citlivostí.

Abstract:

The aim of this thesis is study, preparation and investigation of thin films from the family of conductive oxides, which are transparent in the visible region of the spectrum, in order to create electrochemically active transparent electrodes with multipurpose applicability. The layers were prepared by a magnetron sputtering using low-temperature plasma discharge. Indium doped Tin Oxide (ITO), which belongs to the mentioned group of oxides, was deposited on silicon and glass substrates in a variety of conditions in the deposition system. The attention was paid to the dependence of the electrochemical activity of the produced films on their thickness and ex-situ thermal annealing during the optimization of deposition conditions. However, the main motivation of the research was to investigate the influence of methods focused on energy supply to the deposited layers, i.e. the influence of working gas pressure, the presence of in-situ annealing during the deposition, and the different power sources connected to the magnetron. In order to investigate the electrochemical properties of the layers, a system for measuring cyclic voltammetry, one of the most common electrochemical methods with high sensitivity, was implemented.

Keywords

cyklická voltametrie, magnetronové naprašování, tenké vrstvy, plazma

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Petr Sezemský

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Physics