Diplomová práce

Numerická simulace erozních profilů při DC magnetronovém naprašování

Numerical simulation of DC magnetron sputtering erosion groove

Bc. Zvonimír Jílek
Anotace

Tato diplomová práce se zabývá numerickými simulacemi erozních profilů při DC magnetronovém naprašování. Při simulacích je použita metoda testovacích elektronů, pomocí které se sledují energetické elektrony v magnetronovém výboji. Srážky elektronů jsou uskutečněny pomocí metody Monte-Carlo. Pomocí míst ve kterých proběhly ionizační srážky se nakonec odhadne eroze terče. Testovací elektrony jsou sledovány …více

Abstract

This thesis deals with numerical simulations of an erosion groove in DC magnetron sputtering. Test-electron method is used to simulate the trajectory of energetic electrons in magnetron discharge. Electron collisions are implemented using Monte-Carlo method. Sites where ionisation collisions occur are used to estimate the erosion groove. Test-electrons are traced in a magnetic field which is generated …více

Zadání práce
Erozní profil terče při magnetronovém naprašování patří mezi nejdůležitější aspekty celého procesu. Jeho tvar ovlivňuje nejen transport rozprášených částic komorou, ale je důležitý také z hlediska efektivity využití materiálu terče. Procesy, které určují tento tvar jsou však velmi komplikované a závisí nelineárně na mnoha parametrech (externí magnetické pole, výkon dodávaný do plazmatu, tlak a složení neutrálního plynu, tvar a morfologie povrchu terče, složení terče). V praxi se tak erozní profil určuje stále především experimentálně, což je časově náročné a finančně nákladné. Cílem této práce je proto teoreticky prozkoumat a porozumět procesům, které mají zásadní vliv na erozní profil terče. Vhodnou numerickou metodou k tomu je tzv. test-elektron Monte Carlo simulace pohybu elektronů v plazmatu, které je popsáno analyticky (Child-Langmuirův vztah). Statistickým zpracováním těchto trajektorií – především míst, kde došlo k ionizaci neutrálního plynu – lze pak určit erozní profil. Student se během práce seznámí s procesem magnetronového naprašování a prozkoumá zejména vliv materiálového složení terče na tvar erozního profilu a rychlost odprašování materiálu. Student dále rozšíří své znalosti programování v jazycích Python a C++ a porozumí detailně částicovým numerickým metodám. Studentovi budou pro výzkumné účely poskytnuty softwarové nástroje PlasmaSolve (částicové řešiče založené na balíku OpenFOAM, infrastruktura pro spouštění náročných simulací v cloudu)
Práce zkontrolována:
21. 5. 2022 08:08, Mgr. Adam Obrusník, Ph.D., učo 356468
Plný text práce
30 MB / soubor PDF
Jazyk práce
čeština čeština
Termín obhajoby
3. 6. 2022
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

Mgr. Adam Obrusník, Ph.D., učo 356468
ÚFTP Fyz PřF MU

Oponent

prof. RNDr. David Trunec, CSc., učo 1597
AplPlaz ÚFTP Fyz PřF MU

Konzultant

Mgr. Petr Zikán, Ph.D.
abs PřF MU

  • 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.