Femtosekundový sonar pro studium tenkých vrstev

dc.contributorKůsová Kateřina, RNDr. Ph.D. : 67158
dc.contributor.advisorŽídek Karel, doc. RNDr. Ph.D. : 65590
dc.contributor.authorTauchmanová, Martina
dc.date.accessioned2023-03-16T04:53:53Z
dc.date.available2023-03-16T04:53:53Z
dc.date.committed2023-5-22
dc.date.defense2023-01-31
dc.date.submitted2021-10-12
dc.date.updated2023-2-2
dc.degree.levelIng.
dc.description.abstractTenké vrstvy jsou nedílnou součástí optického průmyslu a vědeckých aplikací. Jejich hlavní funkcí je zajistit požadované optické, mechanické a chemické vlastnosti. Zejména ty optické vlastnosti jsou úzce spjaty s tloušťkou samotných vrstev, jejich kvalitou a způsobem a kvalitou nanesení. Proto je věnována značná pozornost následné kontrole a charakterizaci. Existuje řada charakterizačních metod pro měření optických vlastností vrstev, avšak zkoumání jednotlivých rozhraní vrstev je obtížné. Obvykle se totiž jedná o několik nanometrů tenké přechodové vrstvy skryté různě hluboko pod povrchem. Jednou z možností, jaktato rozhraní zkoumat, je použití nástroje ultrarychlé spektroskopie tzv. femtosekundového (fs) sonaru, který je předmětem zkoumání této práce. S využitím fs sonaru, pracujícím na principu excitace a sondování (tzv. pump-probe), bylo provedeno zkoumání tenkých homogenních vrstev oxynitridu křemíku. Analyzované vzorky měly dvouvrstvou strukturu na substrátu křemíku: Ti/SiOxNy/Si a jednotlivé zkoumané vzorky obsahovaly různý poměr kyslíku a dusíku. Byl snímán časový vývoj změny odrazivosti vzorku v závislosti na pozici akustické vlny vyvolané excitačním pulzem o vlnové délce 1028 nm. Sondování bylo realizováno jednak kvazimonochromatickými pulzy s vlnovou délkou 514 nm, tak širokopásmovým superkontinuem s rozsahem přibližně 450-750 nm. V rámci provedených experimentů byl zkoumán vliv vlnové délky sondovacího pulzu na podobu signálu, vliv optického výkonu excitace a ověření generace akustické vlny v Ti vrstvě. Bylo provedeno i poziční měření. Analýza zahrnovala prokládání signálu navrženou funkcí, z čehož mohly být odečteny parametry signálu včetně akustické rychlosti v daném materiálu. Tyto výsledky jsou základním kamenem pro hlubší porozumění šíření akustické vlny tenkými vrstvami a jsou počátkem dalších bádánív této oblasti.cs
dc.description.abstractThin layers are an essential part of the optical industry and science applications. Their main goal is to provide the required optical, mechanical and chemical characteristics. The optical characteristics are significantly influenced by the thickness and quality of the layer as well as the quality of the deposition process. Therefore great attention is given to the characterization of deposited layers.A broad variety of characterization methods is used to measure overall optical performance. However, measuring interfaces between singular layers is extremely difficult. These interfaces are usually only a few nanometers thick and deep below the surface of the sample. One possible way to study these interfaces is the use of ultrafast spectroscopy, namely the femtosecond (fs) sonar, which is the subject of this thesis.The fs sonar employs the pump-probe principle has been used to study homogeneous thin layers of silicon oxynitride. Analyzed samples have a two-layer structure on silicon substrate: Ti/SiOxNy/Si and individual samples had different oxygen-nitrogen ratios. The dynamics of the reflectivity of the sample was studied concerning the position of the acoustic wave created by the pump pulse at the wavelength of 1028 nm. Probing was done by either quazimonochromatic pulses at 514 nm wavelength or broadband supercontinuum with the wavelength range of 450-750 nm. The effect of the probe pulse wavelength and excitation power on the signal has been studied. Acoustic wave generation in the Ti layer has been verified and position scanning has been carried out. The analysis included signal fitting, which allowed for parameter extraction, for example, the acoustic speed in the sample.These results provide a cornerstone for further understanding of acoustic wave propagation through thin layers and set the starting point for further studies in the field.en
dc.description.mark1
dc.format75 s.
dc.format.extentIlustrace, Schémata, Grafy, Tabulky
dc.identifier.signatureV 202304752
dc.identifier.urihttps://dspace.tul.cz/handle/15240/167202
dc.language.isocs
dc.relation.isbasedonrenewcommandlabelenumi[theenumi] beginarab item Devos, Arnaud. Colored ultrafast acoustics: From fundamentals to applications.~Ultrasonics~56 (2015): 90-97. item Rulliere, Claude.~Femtosecond laser pulses. Springer Science+ Business Media, Incorporated, 2005. item Nagakubo, A., et al. Zero temperature coefficient of sound velocity in vitreous silicon oxynitride thin films.~Applied Physics Letters~114.25 (2019): 251905. endarab
dc.rightsVysokoškolská závěrečná práce je autorské dílo chráněné dle zákona č. 121/2000 Sb., autorský zákon, ve znění pozdějších předpisů. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou https://knihovna.tul.cz/document/26cs
dc.rightsA university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act. https://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics https://knihovna.tul.cz/document/26en
dc.rights.urihttps://knihovna.tul.cz/document/26
dc.rights.urihttps://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf
dc.subjectultrarychlá spektroskopiecs
dc.subjectexcitace a sondovánícs
dc.subjectfs sonarcs
dc.subjectvrstvy oxynitridu křemíkucs
dc.subjectultrarychlá akustikacs
dc.subjectultrafast spectroscopyen
dc.subjectPump-Probeen
dc.subjectfs sonaren
dc.subjectsilicon oxynitride filmsen
dc.subjectultrafast acousticsen
dc.titleFemtosekundový sonar pro studium tenkých vrstevcs
dc.titleFemtosecond sonar for thin-film studiesen
dc.typediplomová prácecs
local.degree.abbreviationNavazující
local.degree.disciplineAVI-N
local.degree.programmeAplikované vědy v inženýrství
local.degree.programmeabbreviationN3901
local.department.abbreviationNTI
local.facultyFakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studiícs
local.faculty.abbreviationFM
local.identifier.authorM20000199
local.identifier.stag43035
local.identifier.verbis
local.identifier.verbiskpw06705414
local.note.administratorsautomat
local.note.secrecyPovoleno ZverejnitPraci Povoleno ZverejnitPosudky
local.poradovecislo4752
Files
Original bundle
Now showing 1 - 4 of 4
Loading...
Thumbnail Image
Name:
DP_Tauchmanova_TUL.pdf
Size:
5.7 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Tauchmanova__posudek_vedouciho.pdf
Size:
887.48 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek_vedouciho_VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Tauchmanova__posudek_oponenta.pdf
Size:
189.94 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek_oponenta_VSKP
Loading...
Thumbnail Image
Name:
ProtokolSPrubehemObhajobySTAG.pdf
Size:
39.56 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Prubeh_obhajoby_VSKP