Vliv nečistot na kohezi rozhraní v multivrstvách nitridů tranzitivních kovů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce se zabývá studiem multivrstev nitridů tranzitivních kovů pomocí prvoprincipiálních výpočtů. Studovány jsou tři konkrétní systémy AlN / TiN, AlN / VN a TiN / VN. Tyto systémy jsou studovány ve struktuře B1. Rozhraní je orientováno podél krystalové roviny (001). Hlavním cílem je objasnění vlivu nečistoty na kohezi multivrstev. Studovanou nečistotou je substituční atom O, který v nitridu nahradí atom N. Pro zmíněné systémy jsou predikovány preferované pozice substituce pro tři rozdílné koncentrace substitučních atomů. Tyto predikce jsou provedeny na základě energetické bilance substituce v různých pozicích. Podle výsledků se preferované pozice substituce mohou lišit pro rozdílné koncentrace kyslíku. Ve většině případů se preferované pozice nacházejí na rozhraní mezi nitridy. Pro systémy s nečistotou v preferované pozici jsou vypočteny hodnoty lomové energie pro různé lomové roviny ve směru (001). Vliv nečistoty na lomovou energii závisí na její koncentraci. V případě multivrstvy AlN / TiN bylo při vhodné koncentraci pozorováno zvýšení lomové energie nejslabšího článku multivrstvy. V ostatních případech se lomová energie vlivem přítomnosti nečistoty výrazně neměnila nebo se zhoršila.
This work deals with the study of transtition metal nitride multilayers using first-principles calculations. Objects of this study are three particular systems AlN / TiN, AlN / VN and TiN / VN. Studied systems are in the B1 structure with an interface along the (001) plane. The main goal is to unravel the effect of impurity on cohesion in these multilayers. The impurity in question is a substitutional O atom replacing N in the lattice. Preferred positions of these substitutions are predicted for three different concentrations of substitution impurity. These predictions are based on the energy balance of substitutions in different positions. Resulting preferred positions within the multilayer may differ depending on the oxygen concentration. In most cases, the preferred position is at the interface between the two nitrides. For such systems with oxygen impurity in the preferred position a cleavage energy along several (001) planes is calculated. The effect of the impurity on the value of cleavage energy depends on its concentration. In the case of AlN / TiN multilayer, a suitable concentration of the impurity may increase the cleavage energy of the weakest link in multilayer compared to clean multilayer. In other cases the presence of impurity either causes a decrease in the cleavage energy or does not significantly affect its value.
This work deals with the study of transtition metal nitride multilayers using first-principles calculations. Objects of this study are three particular systems AlN / TiN, AlN / VN and TiN / VN. Studied systems are in the B1 structure with an interface along the (001) plane. The main goal is to unravel the effect of impurity on cohesion in these multilayers. The impurity in question is a substitutional O atom replacing N in the lattice. Preferred positions of these substitutions are predicted for three different concentrations of substitution impurity. These predictions are based on the energy balance of substitutions in different positions. Resulting preferred positions within the multilayer may differ depending on the oxygen concentration. In most cases, the preferred position is at the interface between the two nitrides. For such systems with oxygen impurity in the preferred position a cleavage energy along several (001) planes is calculated. The effect of the impurity on the value of cleavage energy depends on its concentration. In the case of AlN / TiN multilayer, a suitable concentration of the impurity may increase the cleavage energy of the weakest link in multilayer compared to clean multilayer. In other cases the presence of impurity either causes a decrease in the cleavage energy or does not significantly affect its value.
Description
Citation
ČEŠKA, J. Vliv nečistot na kohezi rozhraní v multivrstvách nitridů tranzitivních kovů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (místopředseda)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr. (člen)
doc. Mgr. Adam Dubroka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Petráček, Dr. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-13
Defence
Po otázkách oponenta bylo dále diskutováno.
Experimentální metody pro praktické ověření výsledků a vhodná příprava vzorku.
Student na otázku odpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení