Plazmochemická depozice mědí dopovaných tenkých vrstev na bázi uhlíku

Bc. Martin Karkuš

Bakalářská práce

Plasma chemical deposition of carbon-based thin films doped by copper

Abstract:

This bachelor thesis is focused on preparing copper-doped carbon-based thin films using plasma-enhanced chemical vapour deposition. Thin films were deposed in capacity-coupled plasma of radio-frequency discharge in a blend of methane and precursor (hfac)-copperVTMS, where the precursor was bubbled using argon. In order to find optimal deposition parameters, combinations of three power settings and three ratios of precursor to methane were used. Properties of deposed films were analyzed using an atomic force microscope, nanoindenter, röntgen photo-electron spectroscope, profilometer and surface energy evaluation system. From the complex analysis of mechanical, surface, and chemical properties of deposed films, optimal conditions for the deposition of thin films with a high concentration of copper and sufficient mechanical properties were found. To improve the adhesion of the chosen film, the chosen deposition was consequently repeated with an inter-layer made of hexamethyldisixane.

Abstract:

Tato bakalářská práce je zaměřená na vytvoření mědí dopovaných tenkých vrstev na bázi uhlíku pomocí plazmochemické depozice z plynné fáze. Tenké vrstvy byly deponované v~kapacitně vázaném plazmatu radiofrekvenčního doutnavého výboje ve směsi metanu a~prekurzoru (hfcac)copperVTMS, přičemž prekurzor byl probubláván argonem. Pro nalezení optimálních depozičních podmínek byly použity kombinace tří depozičních výkonů a tří poměrů prekurzoru ku nosnému plynu. Vlastnosti deponovaných vrstev byly analyzovány pomocí mikroskopu atomárních sil, nanoindentoru, röntgenové fotoelektronové spektroskopie, profilometru a přístroje pro měření kontaktního úhlu vody. Z komplexní analýzy mechanických, povrchových a chemických vlastností deponovaných vrstev byly zjištěné optimální podmínky pro depozici vrstev s vysokou koncentrací mědi při zachování dostatečně dobrých mechanických vlastností. Pro zlepšení adheze vybrané vrstvy k substrátu byla následně vybraná depozice zopakována s mezivrstvou z hexamethyldisiloxanu.

Klíčová slova

tenké vrstvy, PECVD, diamantu podobné uhlíkové vrstvy, AFM, (hfac)copperVTMS, nanoindentace, thin films, diamond like carbon films, nanoindentation

Jazyk práce: slovenština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 6. 2024
• Vedoucí: Mgr. Roman Přibyl
• Oponent: Mgr. Ondřej Jašek, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Fyzika – nanotechnologie / Fyzika – nanotechnologie