Perspektivní technologie pro implantáty a biosenzory

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Rozdíl mezi PVD a CVD depozičními technologiemi, kritéria pro výběr depozičních technologií. Hlavní PVD a CVD tenkovrstvové technologie, principy, výhody a nevýhody PVD a CVD metod (rychlost růstu vrstev, energie částic, tlaková kritéria, omezení, velikost plochy). Napařovací a naprašovací metody (diodové naprašování, magnetron RF, DC), princip, omezení.. Depoziční metody - IBAD, iontové plátování. Depoziční metody - MBE, ECR, LPE, sol- gel, CVD. Lasery a jejich aplikace v materiálovém výzkumu, graf technologie- intenzita laserového záoení- délka laserového impulsu. Pulsní laserová depozice, princip, výhody, nevýhody. Fokuzace laserového svazku (gausovský svazek, excimerový laser, divergence, minimální spot, fokuzační délka, kvalita a homogenita svazku). Interakce laserového záření s terčem, modely, femtosekundová ablace. Transport částic z terče- plazmový obláček. Analýza a šíření plazmového obláčku (CCD kamera, umístění podložky, vliv tlaku, spotu). Analýza vlastností vrstev - rozdilení metod. Analýza vrstev pomocí XRD (Bragg Brentanno, rocking curve,..), FTIR, Raman, NMR.). Analýza vrstev - morfologie- SEM, AFM, STM, TEM, SNOM. Analýza vrstev - složení XPS, ESCA, AES. Analýza vrstev - složení - WDX, PIXE RBS, SIMS, NMR. Optické metody pro charakterizaci vrstev (elipsometrie, transmise, optická propustnost a odrazivost, šířka zakázaného pásu, index lomu, mikroskopy, luminiscence). Mechanismus rustu vrstev (Frank- van der Merve, Volmer Veber, Stranski- Krastanov) , homoepitaxe, heteroepitaxe. Hybridní laserové depoziční systémy (RF výboje, magnetron, ), gradientní a kompozitní vrstvy. MAPLE, organické vrstvy.. Lékařské aplikace laserových tenkých vrstev (vrstvy HA, DLC, pokrytí protéz, srdečních chlopní), rozdělení biokompatibilních materiálu

Požadavky:

prokázání znalostí látky

Osnova přednášek:

1.Rozdíl mezi PVD a CVD depozičními technologiemi, kritéria pro výběr depozičních

2.technologií

3.Hlavní PVD a CVD tenkovrstvové technologie, principy, výhody a nevýhody PVD a CVD metod (rychlost růstu vrstev, energie částic, tlaková kritéria, omezení, velikost plochy)

4.Napařovací a naprašovací metody (diodové naprašování, magnetron RF, DC), princip, omezení.

5.Depoziční metody - IBAD, iontové plátování

6.Depoziční metody - MBE, ECR, LPE, sol- gel, CVD

7.Lasery a jejich aplikace v materiálovém výzkumu, graf technologie- intenzita laserového záoení- délka laserového impulsu. Pulsní laserová depozice, princip, výhody, nevýhody

8.Fokuzace laserového svazku (gausovský svazek, excimerový laser, divergence, minimální spot, fokuzační délka, kvalita a homogenita svazku). Interakce laserového záření s terčem, modely, femtosekundová ablace. Transport částic z terče- plazmový obláček. Analýza a šíoení plazmového obláčku (CCD kamera, umístění podložky, vliv tlaku, spotu)

9.Analýza vlastností vrstev - rozdilení metod. Analýza vrstev pomocí XRD (Bragg Brentanno, rocking curve,..), FTIR, Raman, NMR.). Analýza vrstev - morfologie- SEM, AFM, STM, TEM, SNOM.

10.Analýza vrstev - složení XPS, ESCA, AES. Analýza vrstev - složení - WDX, PIXE RBS, SIMS, NMR

11.Optické metody pro charakterizaci vrstev (elipsometrie, transmise, optická propustnost a odrazivost, šířka zakázaného pásu, index lomu, mikroskopy, luminiscence)

12.Mechanismus rustu vrstev (Frank- van der Merve, Volmer Veber, Stranski- Krastanov) , homoepitaxe, heteroepitaxe

13.Hybridní laserové depoziční systémy (RF výboje, magnetron, ), gradientní a kompozitní vrstvy. MAPLE, organické vrstvy.

14.Lékařské aplikace laserových tenkých vrstev (vrstvy HA, DLC, pokrytí protéz, srdečních chlopní), rozdělení biokompatibilních materiálu

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Základní:

D.B. Chrisey, G.K. Hubler: Pulsed laser Deposition of Thin Films, John Wiley, 1994

B.E.A. Saleh, M.C. Teich: Základy fotoniky, svazek 3, matfyzpress, Praha 1995

M. Vrbová a kol.: Lasery a moderní optika: oborová encyklopedie, Prometheus, Praha, 1994

M. Jelínek: Pulsní laserová depozice tenkých vrstev v elektronice, doktorská disertační práce, Praha 1999

M. Jelínek: Laserová depozice tenkých vrstev, Habilitační práce, Praha 2005

M. Gricová: Metoda analýzy materiálu, skripta ČVUT FEL, 1992

J.C.Miller, R.F.Haglund: Laser deposition and desorption. Vol. 30, Experimental methods in the physical sciences, Academic Press, 1998

Handbook of deposition technologies for films and coatings, second edition, Noyes publication,

R.F. Bunshah - editor, 1994

D.M.Mattos: Handbook of physical vapor deposition (PVD) processing, Noyes publications, 1998

T. Klotzbucher, J. Gottman, M. Meyer, D.A. WEsner, E.W. Kreutz, SPIE, Vol. 3404, 84

Doplňková:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/kinetic/menfre.html

http://utf.mff.cuni.cz/vyuka/OFY016/F2001/Fried/Fried.htm

Poznámka:

Další informace:

Předmět lze absolvovat opakovaně

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: