Vývoj nového typu zdroje nanočástic
Příprava a modifikace nanočástic pomocí nízkotlakého nízkoteplotního plazmatu je v současnosti intenzivně studované téma a to zejména díky aplikačnímu potenciálu rozličných kovových nanočástic. Hlavní výhodou vakuové metody přípravy nanočástic je možnost přípravy velmi čistých nanočástic a jejich přímá depozice na rozličné podložky. Hojně využívaným zařízením pro vakuovou přípravu nanočástic je plynový agregační zdroj (gas aggregation source - GAS) nanočástic, který využívá kondenzace kovových par na pracovním plynu, typicky Ar. Běžná konstrukce GAS využívá jakožto zdroj kovového materiálu planární magnetron. I přes intenzivní snahu se nepodařilo zatím nikomu dosáhnout průmyslově využitelné depoziční rychlosti nanočástic.
Cílem této práce je otestovat možnost přípravy nanočástic v GAS, který využívá tubulární magnetron v konfiguraci, kdy k odprašování materiálu dochází ze středové katody. Výhodou takovéhoto systému je, že tubulární magnetron slouží zároveň jako agregační komora a v takovémto systému lze odprašovat kovový materiál z velké plochy terče, aniž by docházelo k enormnímu nárůstu rozměrů nanočásticového zdroje. V rámci práce bude testován tubulární magnetron s magnetickým polem generovaným pomocí permanentních magnetů a tubulární magnetron, u kterého je magnetické pole realizováno pomocí cívky.
Depoziční rychlost nanočástic bude in-situ monitorována pomocí křemenných mikrovážek (quartz crystal microbalance – QCM). Připravené nanočástice budou charakterizovány vhodnými mikroskopickými a spektroskopickými metodami jako je XPS, SEM, TEM ale i pomocí XRD apod.
Zásady pro vypracování:
- Seznámit se s problematikou přípravy nanočástic pomocí nízkotlakého nízkoteplotního plazmatu
- Seznámit se s používaným experimentálním vybavením
- Sestavit a otestovat tubulární magnetron
- Zkoumat vliv procesních parametrů na tvorbu nanočástic
- Charakterizovat připravené nanočástice pomocí XPS, SEM a dalších metod
Práce má experimentální charakter
Vedoucí práce: doc. Jan Hanuš, Ph.D., e-mail: jan.hanus@mff.cuni.cz