Elipsometrie tenkých vrstev

Abstract

Diplomová práce se zabývá studiem stárnutí tenkých vrstev Co a Cu na Si substrátu, připravených metodou IBAD. Proces stárnutí vrstev v závislosti na době vystavení vlivu atmosféry za pokojových podmínek je sledován spektroskopickou elipsometrií (VIS+UV) a mikroskopií atomárních sil. V případě tenkých vrstev Co byla pozorována inkubační doba trvající přibližně čtyři dny, během které dochází ke změnám v optických parametrech vrstvy bez měřitelných změn stavu topografie povrchu. Bezkontaktní mikroskopií atomárních sil byl pozorován růst přechodové vrstvy v ostrůvkovitém režimu. V průběhu stárnutí tenkých vrstev Cu byla pozorována dvě stádia růstu přechodové vrstvy - nukleační a růstové. Oba časové úseky růstu přechodové vrstvy vykazují přímou logaritmickou závislost. Bezkontaktní mikroskopií atomárních sil byl pozorován růst přechodové vrstvy. Časovým měřením pomocí mikroskopie atomárních sil v bezkontaktním režimu byl zdokumentován průběh tvorby jedné monovrstvy přechodové vrstvy. Součástí diplomové práce byla také série experimentů prováděných ve vysokovakuové aparatuře, při kterých byla studována fázová transformace tenkých vrstev Fe (22 monovrstev) na Cu(100) stabilizovaných absorpcí CO. Transformace z fcc fáze na bcc fázi byla indukovaná Ar+ iontovým svazkem s energií iontů v rozsahu (0,5-4) keV. Průběh transformace Fe vrstvy byl sledován povrchovým magneto-optickým Kerrovým jevem, spektroskopií Augerových elektronů a difrakcí pomalých elektronů.

Diploma thesis deals with ageing process of thin films of Co and Cu on Si substrate, prepared by the IBAD method. The process of film ageing, which depends on time of exposition to the atmosphere at room conditions, was investigated with spectroscopic ellipsometry (VIS+UV) and atomic force microscopy. In case of thin Co films, approximately four days long incubation period was observed. During this time period, a change in the optical parameters of the film occurs without a measurable change of the film topography. Using non-contact atomic force microscopy, a growth of the transitional film in the island growth regime was observed. During the ageing of thin Cu films, two stages of growth of the transitional layer were observed - nucleation stage and growth stage. Both of these time periods of the transitional layer growth show direct logarithmic dependence. Using non-contact atomic force microscopy, the growth of the transitional film was observed. Using atomic force microscopy in non-contact regime, time dependent measurement was done and the process of forming of one monolayer of the transitional layer was documented. Within the diploma thesis, a series of experiments on ultra high vacuum system were performed in order to investigate phase transformation of thin Fe films (22 monolayers) on Cu(100) stabilized by CO absorption. The transformation from fcc phase to bcc phase was induced by Ar+ ion beam bombardment with the ion energy in the range (0.5-4) keV. The process of phase transformation was observed by surface magneto-optic Kerr effect, Auger electron spectroscopy and low energy electron diffraction.