Vliv pulzování plazmatu na depozici nanočástic pomocí plynového agregačního zdroje

• Název práce v češtině: Vliv pulzování plazmatu na depozici nanočástic pomocí plynového agregačního zdroje
• Název v anglickém jazyce: Influence of pulsing of plasma discharge on deposition of nanoparticles by means of gas aggregation source
• Klíčová slova: plynový agregační zdroj, magnetronové rozprašování, plazma, pulzování výboje
• Klíčová slova anglicky: nanoparticle velocity, gas aggregation source, magnetron sputtering, plasma, discharge pulsing
• Akademický rok vypsání: 2022/2023
• Typ práce: bakalářská práce
• Ústav: Katedra makromolekulární fyziky (32-KMF)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Pavel Solař, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1) Seznámit se s vakuovými metodami přípravy nanočástic
2) Seznámit se s depoziční aparaturou a analytickými metodami používanými pro charakterizaci nanočástic a měření jejich depoziční rychlosti
3) Studovat vliv depozičních parametrů na rychlost depozice a vlastnosti produkovaných nanočástic

Seznam odborné literatury

1) Y. Huttel. Gas-Phase Synthesis of Nanoparticles (2017) Wiley
2) M. Ohring, The Materials Science of Thin Films, 1st ed. London: Elsevier Science & Technology Books, 1992.
3) C. Binns, “Nanoclusters deposited on surfaces,” Surf. Sci. Rep., vol. 44, no. 1–2, pp. 1–49, Oct. 2001.
4) J. Kousal, A. Shelemin, M. Schwartzkopf, O. Polonskyi, J. Hanuš, P. Solař, M. Vaidulych, D. Nikitin, P. Pleskunov, Z. Krtouš, T. Strunskus, F. Faupel, S. V. Roth, H. Biederman, and A. Choukourov, “Magnetron-sputtered copper nanoparticles: lost in gas aggregation and found by in situ X-ray scattering,” Nanoscale, vol. 10, no. 38, pp. 18275–18281, 2018.

Předběžná náplň práce

Ačkoliv plynově agregační zdroje jsou známy a používány již relativně dlouhou dobu, znalosti týkající se vzniku, růstu a transportu nanočástic z těchto zdrojů na substrát jsou překvapivě stále nedostatečné. To se týká například určení vztahu mezi depozičními podmínkami na jedné straně, a depoziční rychlostí a vlastnostmi připravovaných nanočástic na straně druhé. Jak se ukazuje, jednou z možností, pomocí níž je možné ovlivňovat tvorbu a depozici nanočástic, je pulzování plazmatu používaného pro generaci nanočástic. To je spojeno s nedávno pozorovaným jevem záchytu nanočástic v agregační komoře nanočásticového zdroje během jejich růstu. Na základě předběžných experimentů se ukazuje, že za určitých podmínek nanočástice nemohou opustit zónu aktivního plazmatu, dokud jejich rozměr nedosáhne určité kritické hodnoty. Vzhledem k tomu, že záchyt nanočástic je podmíněn přítomností plazmatu v agregační komoře, vypnutí plazmatu vede k uvolnění nanočástic a jejich následnému výletu z agregační komory. Vhodnou volbou pulzování plazmatu (frekvence, střída) je pak možné ovlivňovat depoziční proces.
Cílem této práce bude studium přípravy nanočástic pomocí plynového agregačního zdroje a stanovení závislosti vlastností produkovaných nanočástic na depozičních podmínkách. Hlavní pozornost bude věnována zejména studiu vlivu pulzování plazmatu za různého tlaku v agregační komoře na morfologii nanášených nanočástic a na jejich depoziční rychlost.