ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE

Podobné dokumenty
ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE

KONSTRUKČNÍ NÁVRH PŘÍPRAVKŮ PRO ZMĚNU VÝROBNÍHO POSTUPU TLAKOVÝCH ZÁSOBNÍKŮ COMMON RAIL

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING ENERGY INSTITUTE

PŘEPOČET KOTLE PŘI DÍLČÍM VÝKONU

ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE

Technologie CMOS. Je to velmi malý svět. Technologie CMOS Lokální oxidace. Vytváření izolačních příkopů. Vytváření izolačních příkopů

CHO cvičení, FSv, ČVUT v Praze

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Přednáška 8. Chemické metody a fyzikálně-chemické metody : princip CVD, metody dekompozice, PE CVD

Základní typy článků:

Metody analýzy povrchu

Plazmová depozice tenkých vrstev oxidu zinečnatého

POROVNÁNÍ ÚČINNOSTI SRÁŽENÍ REAKTIVNÍCH AZOBARVIV POUŽITÍM IONTOVÉ KAPALINY A NÁSLEDNÁ FLOKULACE AZOBARVIV S Al 2 (SO 4 ) 3.18H 2 O S ÚPRAVOU ph

Nanotechnologie a Nanomateriály na PřF UJEP Pavla Čapková

KOAGULAČNÍ PROCESY PŘI ÚPRAVĚ POVRCHOVÉ VODY

ČASOVÝ PLÁN VÝUKY DOKTORSKÝCH STUDIJNÍCH PROGRAMŮ

Galvanický článek. Li Rb K Na Be Sr Ca Mg Al Be Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi As CU Hg Ag Pt Au

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úloha č. XXII. Název: Diferenční skenovací kalorimetrie

Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace. Katedra materiálů TU Liberec

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

HODNOCENÍ FINANČNÍ SITUACE PODNIKU A NÁVRHY NA JEJÍ ZLEPŠENÍ

1. Kvantové jámy. Tabulka 1: Efektivní hmotnosti nosičů v krystalech GaAs, AlAs, v jednotkách hmotnosti volného elektronu m o.

Metody analýzy povrchu

INTERAKCE MODIFIKOVANÝCH ZLATÝCH NANOČÁSTIC S NUKLEOTIDY. Pavel Řezanka, Kamil Záruba, Vladimír Král

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

TECHNOLOGIE OBRÁBĚNÍ VYBRANÉ SOUČÁSTI PRO AUTOMOBILOVÝ PRUMYSL

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie CZ.1.07/2.2.00/ Výpočty z chemických vzorců

Úpravy chemických rovnic

Adsorpce. molekulární adsorpce: (g) (s), (l) (s)/(l),... iontová adsorpce Paneth Fajans. výměnná iontová adsorpce, protionty v aluminosilikátech

Nano a mikrotechnologie v chemickém inženýrství. Hi-tech VYSOKÁ ŠKOLA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ V PRAZE ÚSTAV CHEMICKÉHO INŽENÝRSTVÍ

PRINCIPY ZAŘÍZENÍ PRO FYZIKÁLNÍ TECHNOLOGIE (FSI-TPZ-A)

Vliv různých agrotechnických systémů na prvkové složení a celkovou antioxidační aktivitu vína a révy vinné

ORGANIZAČNÍ ŘÁD Fakulty strojního inženýrství Vysokého učení technického v Brně

N A = 6, mol -1

Přehled metod depozice a povrchových

Obecná charakteristika

COSY + - podmínky měření a zpracování dat ztráta rozlišení ve spektru. inphase dublet, disperzní. antiphase dublet, absorpční

Chemické metody plynná fáze

Vliv energetických paramatrů biomasy při i procesu spalování

Příprava grafénu. Petr Jelínek

Redoxní reakce - rozdělení

Autorem materiálu je Ing. Dagmar Berková, Waldorfská škola Příbram, Hornická 327, Příbram, okres Příbram Inovace školy Příbram, EUpenizeskolam.

NANOTECHNOLOGIES FOR NEW MATERIALS, INNOVATIONS AND A BETTER LIFE. FN-NANO s.r.o.

Směrnice děkana č. 3/2013. Hodnocení práce studentů doktorských studijních programů na FSI VUT v Brně. Část první

DUSÍK NITROGENIUM 14,0067 3,1. Doplňte:

ZÁKLADNÍ METODY REFLEKTOMETRIE

JEMNOZRNNÉ BETONY S ČÁSTEČNOU NÁHRADOU CEMENTU PŘÍRODNÍM ZEOLITEM

Plánování experimentu

Sorpce oxidu uhličitého na vápence pocházejících z různých lokalit České republiky

ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE

ČASOVÝ PLÁN AKADEMICKÉHO ROKU PRO STUDIUM V BAKALÁŘSKÉM A MAGISTERSKÉM STUDIJNÍM PROGRAMU NA ČVUT V PRAZE FAKULTĚ DOPRAVNÍ

Model dokonalého spalování pevných a kapalných paliv Teoretické základy spalování. Teoretické základy spalování

Základní metody přípravy monokrystalů. RNDr. Otto Jarolímek, CSc.

Použití molekulové spektrometrie při sledování účinnosti termické desorpce zemin kontaminovaných organickými polutanty

VY_32_INOVACE_ENI_3.ME_18_Technologie polovodičových součástek. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing.

ČASOVÝ PLÁN AKADEMICKÉHO ROKU PRO STUDIUM V BAKALÁŘSKÉM A MAGISTERSKÉM STUDIJNÍM PROGRAMU NA ČVUT V PRAZE FAKULTĚ DOPRAVNÍ

Skupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe

SPEKTROMETRIE. aneb co jsem se dozvěděla. autor: Zdeňka Baxová

Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Ročník: 1. pro obory zakončené maturitní zkouškou

BEZCEMENTOVÝ BETON S POJIVEM Z ÚLETOVÉHO POPÍLKU

Státní závěrečné zkoušky Magisterské studium 2016/2017

Název: Beketovova řada kovů

Glass temperature history

Státní závěrečné zkoušky Bakalářské studium 2016/2017

Využití plazmochemické redukce pro konzervaci archeologických nálezů

Techniky prvkové povrchové analýzy elemental analysis

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Ústav mikroelektroniky

Ukázky z pracovních listů B

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 OKRESNÍ KOLO. Kategorie D. Teoretická část Řešení

ELEKTRONICKÉ PRVKY TECHNOLOGIE VÝROBY POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název projektu: Investice do vzdělání - příslib do budoucnosti

Chemie - 1. ročník. očekávané výstupy ŠVP. Žák:

Postup při interpretaci NMR spekter neznámého vzorku

ZPRÁVA O ČINNOSTI AKADEMICKÉHO SENÁTU FCH VUT V BRNĚ za období od 15. března 2014 do 15. března 2015

Optické spektroskopie 1 LS 2014/15

7 Akademičtí pracovníci VŠCHT Praha

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

Zasedání vědecké rady FCHI. 20. května 2011

1H 1s. 8O 1s 2s 2p H O H

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

STANOVENÍ TVARU A DISTRIBUCE VELIKOSTI ČÁSTIC MODELOVÝCH TYPŮ NANOMATERIÁLŮ. Edita BRETŠNAJDROVÁ a, Ladislav SVOBODA a Jiří ZELENKA b

Třídění látek. Chemie 1.KŠPA

Korelace změny signálu AE s rozvojem kontaktního poškození

Základy analýzy potravin Přednáška 1

Balmerova série. F. Grepl 1, M. Benc 2, J. Stuchlý 3 Gymnázium Havlíčkův Brod 1, Gymnázium Mnichovo Hradiště 2, Gymnázium Šumperk 3

Státní závěrečná zkouška Bakalářské studium 2018/2019

U Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT

ZÁPIS. o státní závěrečné zkoušce. Lesnická a dřevařská fakulta ČESKÁ REPUBLIKA. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně.

Opakování

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

Složení látek a chemická vazba Číslo variace: 1

Studijní program Elektrotechnika a komunikační technologie. prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D Ústav radioelektroniky FEKT VUT v Brně

Nanolitografie a nanometrologie

VYHLÁŠKA GARANTA: Přehled závazných termínů ke státní závěrečné zkoušce (SZZK) bakalářského studia na biologii, akademický rok 2017/18

Daniel Franta. jaro Ústav fyzikální elektroniky, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita

Transkript:

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství Ústav fyzikálního inženýrství Akademický rok: 2013/2014 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE student(ka): Jakub Kuba který/která studuje v bakalářském studijním programu obor: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (3901R043) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č.111/1998 o vysokých školách a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma bakalářské práce: v anglickém jazyce: Pasivace povrchu germania metodou ALD Passivation of germanium surface using ALD Stručná charakteristika problematiky úkolu: Vlastní oxid germania je v porovnání s křemíkem z pohledu elektroniky nekvalitní - je chemicky nestálý a obsahuje velké množství defektů na rozhraní substrát-oxid. Důsledkem je obtížná manipulace s Fermiho hladinou či malý fotoluminiscenční výtěžek, neboť převažují nezářivé přechody. Problém je možné řešit pasivací povrchu např. monovrstvou molekul nebo pokrytím povrchu jiným oxidem. Cíle bakalářské práce: 1. Proveďte rešerši tématiky pasivace germania 2. Seznamte se s metodou ALD a připravte oxidy Al2O3, HfO2 a SiO2 na Ge substrát 3. Analyzujte připravené vrstvy pomocí XPS

Seznam odborné literatury: [1] George S. M., Atomic Layer Deposition: An overview, Chemical Reviews 110 (2010) 111-131. [2] Hanrath T. et al., JACS 126 (2004) 15466-15472. Vedoucí bakalářské práce: Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D. Termín odevzdání bakalářské práce je stanoven časovým plánem akademického roku 2013/2014. V Brně, dne 28.11.2013 L.S. prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc., dr. h. c. Ředitel ústavu Děkan fakulty

2 3 2 2 3

5 10 4 7 10 4 2 2 2 2 2

K α µ E k = hν E b Φ spec, E k hν E b Φ spec 5 R 1 < R 2 V 1 > V 2 E k ( e R2 (V 2 V 1 ) = E k R ) 1. R 1 R 2

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2

2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

2 2 2 2 2 2 4 2 4 2 4 2 x

4 2 x 2 2 α j l > 0

2 2 3 2 3/2

2 2 3 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 3 2 2 3 2 2 2

Obrázek 3.6: a) XPS spektrum 3d píku germaniového povrchu leptaného v H2 O měřené do 15 minut od vytažení vzorku z H2 O. Fitování ukázalo odstranění oxidu GeO a GeO2 b) Spektrum změřené po 24 hodinách, během kterých byl vzorek vystaven atmosferickým podmínkám. V porovnání se spektrem změřeným po leptání lze pozorovat sníženou koncentraci oxidu Ge2 O a naopak nárůst koncentrace oxidů GeO a GeO2. Obrázek 3.7: a) XPS spektra 3d píku germaniového povrchu leptaného v H2 O měřené po 75 minutách, 150 minutách, 225 minutách a 24 hodinách od vytažení vzorku z H2 O. S přibývající dobou od vytažení vzorku z H2 O je vidět růst píku tvořeného oxidy. b) Procentuální zastoupení koncentrace jednotlivých oxidů v různém čase od leptání. Leptání pomocí HF a NH4 F Vzorky byly ponořeny v roztoku HF(40%):NH4 F(40%) 1:5 po dobu 30 s. Poté byly opláchnuty v H2 O a sušeny dusíkem. Na obrázku 3.8a) se nachází fitované spektrum, které bylo změřeno do 15 minut od vytažení vzorku z roztoku. Fitování ukázalo odstranění všech oxidů kromě Ge2 O. V porovnání se spektrem na obrázku 3.6a) bylo tedy odstraňování oxidů efektivnější. Fitované spektrum, které bylo naměřeno po 24 hodinách (Obrázek 3.8b) prokázalo nárůst oxidů GeO a GeO2 a úbytek oxidu Ge2 O. Tento vývoj je podobný jako u vzorku ošetřeného pomocí H2 O. O podobném postupu oxidace vzorků ošetřených pomocí H2 O a HF(40%):NH4 F(40%) 1:5 vypovídají také obrázky 3.7b) a 3.9b). Vzhledem k tomu, že vzorek podstoupil podob11

3. METODY ODSTRAŇOVÁNÍ NATIVNÍCH OXIDŮ MOKROU CESTOU Obrázek 3.8: a) XPS spektrum 3d píku germaniového povrchu ošetřeného v HF(40%):NH4 F(40%) 1:5 měřené do 15 minut od vytažení vzorku z roztoku. Fitování ukázalo odstranění oxidu GeO, Ge2 O3 a GeO2 b) Spektrum změřené po 24 hodinách, během kterých byl vzorek vystaven atmosférickým podmínkám. V porovnání se spektrem změřeným po leptání lze pozorovat sníženou koncentraci oxidů Ge2 O a nárůst koncentrace oxidů GeO a GeO2. Obrázek 3.9: a) XPS spektra 3d píku germaniového povrchu ošetřeného v HF(40%):NH4 F(40%) 1:5 měřené po 75 minutách, 150 minutách, 225 minutách a 24 hodinách od vytažení vzorku z H2 O. Zejména po 24 hodinách je patrný nárůst koncentrace oxidů. b) Procentuální zastoupení koncentrace jednotlivých oxidů po různých dobách od leptání. V postupujícím čase je zřejmý úbytek oxidu Ge2 O. nou proceduru jako v [12], byla očekávána terminace povrchu vodíkovými atomy a tudíž i lepší pasivace povrchu oproti ošetření vzorků v H2 O, která netvoří žádnou pasivační vrstvu. Při porovnání obrázků 3.6 a 3.8 a obrázků 3.7 a 3.9 ale není pozorována žádná redukce tvorby oxidů v čase. 12

Leptání pomocí (NH4 )2 S Vzorky byly ponořeny v roztoku (NH4 )2 S:H2 O 1:25 po dobu 20 minut při teplotě 60 C. Byl tedy modifikován postup z publikace [11]. Vzorky poté byly stejně jako v minulém případě opláchnuty v H2 O a sušeny dusíkem. Na obrázku 3.10a) se nachází fitované spektrum, které bylo změřeno do 15 minut od vytažení vzorku z roztoku. Fitování ukázalo odstranění všech oxidů kromě Ge2 O a GeO, přičemž oxid GeO se zde nacházel pouze v malém množství na hranici detekovatelnosti. Výsledek je tedy obdobný jako u vzorku ošetřeného pomocí HF (Obrázek 3.8a)). Fitované spektrum, které bylo naměřeno po 24 hodinách (Obrázek 3.10b)) prokázalo nárůst oxidů GeO a GeO2 a úbytek oxidu Ge2 O, podobný vývoj byl pozorován u obou předcházejících metod leptání. Nárůst oxidu GeO2 byl v tomto případě ale podstatně vyšší. Vezmeme-li v úvahu, že byla očekávána pasivace vzorku vrstvou GeSx podobně jako v publikaci [11], a XPS analýza ukázala větší množství oxidu GeO2 než v případě ošetření pomocí H2 O, je tento výsledek překvapující. Jelikož v tomto případě spektrum změřené po 24 hodinách neodpovídá předchozím výsledkům, bylo by vhodné jej v budoucnu změřit ještě jednou a tím ověřit relevantnost získaných dat. Obrázky 3.11a) a 3.11b) pak zobrazují růst píku oxidů a procentuální zastoupení jednotlivých suboxidů v postupujícím čase. Tento vývoj je obdobný jako u předcházejících dvou leptacích metod s tím rozdílem, že oxid Ge2 O3 se tentokrát na vzorku vyskytuje v nižších koncentracích. Obrázek 3.10: a) XPS spektrum 3d píku germaniového povrchu ošetřeného v (NH4 )2 S:H2 O 1:25 měřené do 15 minut od vytažení vzorku z roztoku. Fitování ukázalo odstranění oxidu Ge2 O3 a GeO2 b) Spektrum změřené po 24 hodinách, při kterých byl vzorek vystaven atmosférickým podmínkám. V porovnání se spektrem změřeným po leptání se zde oxid Ge2 O nachází pouze na hranici detekovatelnosti. Naopak lze pozorovat výrazný nárůst koncentrace oxidů GeO a GeO2. Tento nárůst je tak velký, že by bylo vhodné proměřit takto upravený vzorek v budoucnu ještě jednou, a tím ověřit relevantnost získaných dat. 13

4 2 2 2

2 3 2 3 2 3 2 2 3 (A) AlOH + Al(CH 3 ) 3 AlOAl(CH 3 ) 2 + CH 4 (B) AlCH 3 + H 2 O AlOH + CH 4, 1,1 1,2 Å 2 3 H H < 0 2Al(CH 3 ) 3 + 3H 2 O Al 2 O 3 + 3CH 4 H 1,57 MJ. 4 2 2 2 4

2 TiO 2 ALD : TiCl 4 + 2H 2 O TiO 2 + 4HCl H 67 kj ZnO ALD : Zn(CH 2 CH 3 ) 2 + H 2 O ZnO + 2C 2 H 6 H 293 kj. 0,4 Å 2 2,2 2,5 Å 2 3 2 G G 2 3 2 2 2 2 5 5 (A) Ta + TaCl 5 TaTaCl 5

(B) TaCl 5 + 5H Ta + 5HCl. 0,08 Å 2 3 2 2 2 2 3 2 3 2

4 4 2 2 2 2 3 2 3 2 2 2 2 2

2 2 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3

2 3 2 3 2 3 4 2 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 4 2 3 2 3 2 3

2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3

2 4 2 2 4 4 2 2 2 2 2 4 2 2 4 2 2 3 2 2 3 4 4 2 2 2 3 4 2 3 4

4 2 2 4 2 2 2 3 4 2 3 2 2 3 2 3 x

κ