Disertační práce

Organosilicon coatings based on trimethylsilyl acetate monomer prepared using plasma of RF capacitively coupled glow discharge

Mgr. Štěpánka Kelarová, učo 376143
Anotace

Organosilikonové tenké vrstvy připravené pomocí plazmochemické depozice z plynné fáze hrají důležitou roli v mnoha vědeckých studiích. Tyto materiály lze mnohostranně využít jak v řadě průmyslových odvětví, tak pro bioaplikace. V průběhu minulých let byly předmětem výzkumu zejména materiály na bázi siloxanů či tetraethoxysilanu. Tato práce se zabývá studiem tenkých vrstev připravených z trimethylsilyl …více

Abstract

Organosilicon coatings prepared using plasma-enhanced chemical vapor deposition play an essential role in many research studies. These materials can be used in many ways in industry and for bioapplications. In particular, thin films based on siloxane precursors or tetraethoxysilane were studied in the past. The present work deals with thin solid films prepared from trimethylsilyl acetate (TMSAc) using …více

Zadání práce
Předmětem práce je výzkum a vývoj organosilikonových tenkých vrstev s využitím plazmatu nízkotlakého RF doutnavého výboje ze směsí trimethylsilyl acetátu (TMSAc) s různými nosnými plyny. Pro charakterizaci struktury a chemického složení vrstev budou jako hlavní experimentální metody použity: rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS), Fourierova infračervená mikroskopie (FTIR), Ramanovy spektroskopie a hmotnostní spektrometrie sekundárních iontů (SIMS). Bude provedena rozsáhlá diagnostika mechanických vlastností (tvrdost, modul pružnosti) požitím nanoindentace a nanotribologie. Dále budou zkoumány optické vlastnosti výsledných vrstev v NIR-VIS oblasti pomocí elipsometrie. Morfologie povrchů bude studována pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Výzkum chemického složení a mikrostruktury povrchů vrstev bude doplněn o určení smáčivosti vrstev měřením kontaktního úhlu vody. Cílem práce bude nalezení korelace mezi vlastnostmi výsledných materiálů a charakteristikami výboje (poměr nosného plynu ve výchozí směsi, výkon dodávaný do výboje, samopředpětí apod.). V rámci této práce student získá hlubší znalosti technologie přípravy vrstev, ale i jejich charakterizace. Orientace tématu mu pak umožňuje buď dále pokračovat ve vědecké kariéře nebo se uplatnit v průmyslu, kde jsou odborníci s těmito znalostmi stále žádaní, neboť tato technologie se již částečně v průmyslu používá, ale je stále spojena s nově se objevujícími problémy, a tedy vyžaduje i další základní a průmyslový výzkum.

The main subject of this thesis is the research and development of organosilicon coatings using plasma of low-pressure RF glow discharge from a gaseous mixture of trimethylsilyl acetate (TMSAc) with different carrier gases. The structure and chemical composition of resulting coatings will be examined using several characterization methods, including X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, and secondary ion mass spectroscopy (SIMS). The mechanical properties (hardness, modulus) will be comprehensively studied using nanoindentation and nanotribology. Additionally, the optical properties of TMSAc-based coatings in the NIR-VIS spectral range will be investigated using ellipsometry. The surface morphology will be studied using atomic force microscopy (AFM). The surface chemistry and microstructure investigation will be supplemented by wettability determination using water contact angle measurements. The main aim of this work will be to find the correlation between the properties of prepared materials and discharge characteristics (ratio of the carrier gas in the initial gaseous mixture, power supplied to the discharge, self-bias, etc. ). Within this work, the student will gain a deeper knowledge of the technology of thin film preparation, as well as their characterization. The chosen topic will allow the student further development of the scientific carrier or to work in appropriate industrial fields. The PECVD technology is already used in the industry. However, it is still associated with emerging problems and requires further basic and industrial research. Thus, experts in this field are still in demand.
Práce zkontrolována:
2. 6. 2023 06:26, doc. RNDr. Vilma Buršíková, Ph.D., učo 2418
Plný text práce
28,7 MB / soubor PDF
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
22. 6. 2023
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

doc. RNDr. Vilma Buršíková, Ph.D., učo 2418
ÚFTP Fyz PřF MU

Oponenti

prof. RNDr. Vladimír Čech, Ph.D.
ext ÚChem Chem PřF MU, FCH VUT
doc. RNDr. Anna Zahoranová, CSc.
ext ÚFTP Fyz PřF MU, FMFI UK, Bratislava

Masarykova univerzita Přírodovědecká fakulta
Studijní program
Plán
Fyzika plazmatu
  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.