Modelování procesů v nízkoteplotním plazmatu pro technologické aplikace

Student: Kapran Anna
Školitel: Prof. RNDr. Milan Tichý, DrSc.
Konzultant: Doc. Mgr. Pavel Kudrna, Dr.
Stav práce: zadaná

Anotace:

Pulzní magnetronová depozice HiPIMS (High Power Impulse Magneron Sputtering) se využívá pro tvorbu tenkých vrstev nových materiálů s lepší adhezí, hustou mikrostrukturou a definovanou fázovou kompozicí. Jako příklad materiálů vytvořených pomocí HiPIMS lze uvést TiO2, ZrO2, Ta2O5, HfO2 a další.

Kromě rozprašování materiálu terče působí při tvorbě tenkých vrstev řada dalších procesů. Těmi jsou například chemisorpce částic reaktivního plynu na terč a na substrát, rozprašování chemisorbovaného reaktivního plynu, a jejich přenos na substrát, implantace atomů reaktivního plynu a iontů reaktivního plynu a kovových iontů do terče. Simulace těchto procesů je důležitým vodítkem pro nastavení makroparametrů výboje HiPIMS pro tvorbu vrstvy s požadovanými vlastnostmi.

Tvorba modelů procesu HiPIMS je proto důležitým tématem při aplikaci nízkoteplotního plazmatu pro materiálovou technologii. Úkolem doktoranda bude zejména:

• Seznámení se s problematikou HiPIMS a rešerše literatury.
• Seznámení se s různými přístupy v modelování procesu HiPIMS při tvorbě tenkých vrstev.
• Volba vhodného modelu pro depozici tenkých vrstev TiO2 a Fe2O3 systémem HiPIMS a jeho realizace.
• Srovnání výsledků modelu a experimentu.

Předpokládá se účast doktoranda na mezinárodních vědeckých konferencích. Doktorand bude publikovat dosažené výsledky v mezinárodních recenzovaných časopisech.

Literatura:
Yuri P. Raizer, Gas Discharge Physics. Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 1997.
Sputtering by Particle Bombardment, edited by R. Behrisch and W.M.W. Thompson, Springer, Berlin, 2007.
Reactive Sputter Deposition, edited by D. Depla and S. Mahieu, Springer, Heidelberg, 2008.
Michael A. Lieberman and Allan J. Lichtenberg, Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, second edition, John Wiley and Sons Inc 2005.
Low Temperature Plasmas, Fundamentals, Technologies, and Techniques, second edition, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.2008.
Další časopisecká literatura podle dohody s vedoucím práce.