Předmět: Charakterizace tenkých vrstev

« Zpět
Název předmětu Charakterizace tenkých vrstev
Kód předmětu MTI/CTV
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia 2
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinně-volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Václavík Jan, Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
1. Úvod. Členění tenkých vrstev a charakteristické informace používané k popisu vrstev. Problematika inverzních úloh v charakterizaci tenkých vrstev. Numerické metody. Korelace parametrů modelu. 2.Optické charakterizace tenkých vrstev. Materiálové modely a vliv vlnové délky. 3.Výpočet vlastností jednoduché vrstvy. Maticový počet pro soustavy tenkých vrstev. Spektrální charakterizace. 4.Rozšířené spektroskopické techniky charakterizace vrstev. Přístrojová technika pro spektroskopii. Měření absolutní transmise a reflexe. 5.Polarizační jevy na tenkých vrstvách. Elipsometriea spektroskopická elipsometrie. 6.Přístrojová technika pro elipsometrii. Vliv substrátu a měření širokém rozsahu vlnových délek. 7.Morfologie povrchu vrstvy a rozptyl záření. Metody mapování morfologie povrchů - techniky optické mikroskopie (Nomarski, konfokální mikroskopie), interferenční techniky (WLI), SEM, profilometry a AFM. 8.Mechanické vlastnosti tenkých vrstev. Mikroskopická a makroskopická charakterizace. Nanoindentace. Měření komplexního modulu pružnosti s využitím AFM. Mechanické pnutí ve vrstvě. Matematické modely a metody měření. 9.Identifikace chemického složení. Mikroskopické a makroskopické techniky mapování chemických vlastností. UV a LWIR spektroskopie, XPS, AES, SIMS. Laboratorní instrumentace a požadavky na vlastnosti substrátů. 10.Krystalografie tenkých vrstev. Monokrystalické, polykrystalické a amorfní vrstvy. RTG analýza a vliv substrátu. Elektronová difrakce (SEM, TEM). Cvičení: 1. Metody numerické optimalizace a inverzních úloh. Příklady v prostředí Matlab. 2. Numerická implementace optických materiálových modelů. Derivace parametrů modelů z tabelovaných dat. 3. Měření spektrálních charakteristik jednoduchých soustav tenkých vrstev. 4. Identifikace vlastnosti tenké vrstvy ze spektrálních dat. 5. Spektroskopie v polarizovaném světle. Návrh identifikačního experimentu. 6. Samostatná práce. Identifikace neznámého vzorku soustavy tenkých vrstev. 7. Samostatná práce. Identifikace neznámého vzorku soustavy tenkých vrstev. 8. Topologie povrchu - měření rozptylu, mikroskopie (Nomarski, WLI, AFM). 9. Exkurze do laboratoře krystalografie. Identifikace krystalických fází vzorků. 10. Zápočtový test. Identifikace soustavy vrstev z dodaných dat.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování)
Výstupy z učení
V kurzu "Charakterizace tenkých vrstev" budou studenti seznámeni s metodami charakterizace tenkých optických vrstev z hlediska optických, chemických a mechanických vlastností, které jsou určující pro aplikace v optických systémech. Budou představeny principy těchto metod, jejich výhody a omezení.
Student získá přehled o problematice identifikace optických tenkých vrstev a jejich soustav. Získané znalosti budou orientovány zejména na techniky a postupy nutné pro praktické zvládnutí adiagnostiku depozičních procesů. Student získá znalosti v oboru spektroskopie a elipsometrie tenkých vrstev, AFM, WLI a SEM profilometrie, mechanické analýzy tenkých filmů, analýzy chemického složení a krystalografie tenkých vrstev. Znalosti principů metod budou doplněny návazností na numerickou identifikaci parametrů vrstev z naměřených dat a postupy návrhu experimentu pro robustní identifikaci vrstev.
Předpoklady
Nejsou

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška

Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních, úspěšné absolvování testů. Zkouška je písemná a ústní.
Doporučená literatura
  • Karlík, M. Úvod do transmisní elektronové mikroskopie. České vysoké učení technické v Praze, 2011.
  • Leach, R. Optical measurement of surface topography. Berlin: Springer, 2011.
  • Macleod, HughAngus. Thin-film opticalfilters. CRC Press, 2001.
  • Willey, Ronald R., ed. Practical design and productionofopticalthinfilms. CRC Press, 2002.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Aplikované vědy v inženýrství (2016) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Letní