Měření rychlosti nanočástic a studium jejich interakce se substrátem při dopadu

• Thesis title in Czech: Měření rychlosti nanočástic a studium jejich interakce se substrátem při dopadu
• Thesis title in English: Measurement of nanoparticle velocities and investigation of their interaction with substrate upon impact
• Key words: rychlost nanočástic|plynový agregační zdroj|magnetronové rozprašování|plazma|interakce nanočástic se substrátem
• English key words: nanoparticle velocity|gas aggregation source|magnetron sputtering|plasma|nanoparticle-substrate interaction
• Academic year of topic announcement: 2021/2022
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Macromolecular Physics (32-KMF)
• Supervisor: RNDr. Pavel Solař, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 08.02.2022
• Date of assignment: 14.02.2022
• Confirmed by Study dept. on: 17.02.2022
• Date and time of defence: 12.06.2024 09:00
• Date of electronic submission: 02.05.2024
• Opponents: prof. RNDr. Hynek Biederman, DrSc.
• Advisors: doc. Mgr. Jan Hanuš, Ph.D.

Guidelines

• Seznámit se s problematikou přípravy nanočástic pomocí plynového agregačního zdroje.
• Seznámit se s metodikou měření rychlosti nanočástic pomocí mechanického time-of-flight filtru.
• Provést a vyhodnotit měření rychlostí nanočástic v závislosti na podmínkách přípravy.
• Studovat a charakterizovat interakci nanočástic se substrátem při dopadu.

References

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) C. Szewc, J. D. Collier, and H. Ulbricht, “Note: A helical velocity selector for continuous molecular beams,” Rev. Sci. Instrum., vol. 81, no. 10, p. 106107, Oct. 2010.
5) P. Solař, J. Kousal, J. Hanuš, K. Škorvánková, A. Kuzminova, and O. Kylián, “Mechanical time-of-flight filter based on slotted disks and helical rotor for measurement of velocities of nanoparticles,” Sci. Rep., vol. 11, no. 1, p. 6415, Dec. 2021, doi: 10.1038/s41598-021-85533-7.

Preliminary scope of work

Plynově agregační zdroje jsou v současnosti jednou z nejběžnějších metod vakuové přípravy různých typů nanočástic. Tyto zdroje produkují paprsek nanočástic urychlených a usměrněných ve výstupní štěrbině směřující ze zdroje do depoziční komory. Tento paprsek se nechává dopadat na substrát, na nějž se nanočástice deponují. Jedním z parametrů, který zásadním způsobem ovlivňuje interakci dopadajících nanočástic se substrátem a tím i strukturu nanočásticových vrstev je jejich rychlost v okamžiku dopadu. Nicméně i přes důležitost vlivu rychlosti dopadajících nanočástic na růst nanočásticových vrstev na různých substrátech zůstává její experimentální určení stále problematické a většina hodnot uváděných v literatuře je založena pouze na teoretických modelech. Z tohoto důvodu je nutné vyvinout nové postupy, které by umožnily stanovit rychlost nanočástic vyletujících z plynového agregačního zdroje za různých depozičních podmínek. Jednou z možností je využití takzvaného time-of-flight filtru, který umožní průchod nanočástic pouze o dané rychlosti.
Cílem této diplomové práce je jednak charakterizace rychlostí nanočástic produkovaných plynově agregačním zdrojem za různých podmínek (například různého tlaku v agregační komoře), druhak studium interakce připravených částic se substrátem.