Articles (KFY)

Permanent URI for this collection

http://hdl.handle.net/11025/30006

Browse

Showing 1 - 20 out of 40 results

Understanding ion and atom fluxes during HiPIMS deposition of NbCx films from a compound target
(AVS Science and Technology, 2023) Farahani, Mina; Kozák, Tomáš; Pajdarová, Andrea Dagmar; Bahr, Ahmed; Riedl, Helmut; Zeman, Petr
K pochopení transportních procesů iontů a atomů ve vysokovýkonových pulzních magnetronových výbojích, které vedou ke změnám stechiometrie vrstev NbC během jejich depozice ze stechiometrického terče NbC při různých opakovacích frekvencích a pracovních cyklech, byla použita kombinace časově průměrované hmotnostní spektroskopie (MS), časově průměrované optické emisní spektroskopie (OES) a modelování procesů v plazmatu. Hmotnostní spektrometrie ukázala, že toky iontů prvků terče na substrát rostou s rostoucí hustotou výkonu v pulzu v důsledku rostoucí elektronové koncentrace, a tedy i pravděpodobnosti ionizace nárazem elektronů. Vzhledem k vyšší ionizační energii a mnohem nižšímu ionizačnímu průřezu C (ve srovnání s Nb) bylo zjištěno, že příspěvek iontů C k depozičnímu toku je prakticky zanedbatelný. Kromě toho OES sledovala koncentrace iontů a atomů v různých vzdálenostech od terče. Analýza OES odhalila, že koncentrace atomů klesají s rostoucí hustotou výkonu v pulzu. Naproti tomu koncentrace iontů vykazovaly nárůst, což je v souladu se zjištěními MS. Na základě údajů z MS, OES a modelování jsme byli schopni odhadnout toky atomů na substrát. Naše pozorování prokázala změnu složení toku materiálu na substrát s rostoucí hustotou výkonu v pulzu, což odpovídá změnám ve složení vrstev. Dále diskutujeme roli vnitřních procesů v plazmatu, které jsou za tuto změnu zodpovědné.
Magnetic ground state of holmium nitride
(Elsevier, 2023) Matas, Martin; Houška, Jiří
Mononitridy vzácných zemin, jako je HoN, vykazují širokou škálu užitečných vlastností vedoucích k potenciálním aplikacím jako magnetické polovodiče, spintronické polokovy nebo magnetokalorická chladiva v systémech zkapalňování vodíku. Ab-initio výpočty jejich elektronových struktur a souvisejících vlastností by měly správně reprodukovat jejich magnetický moment. V článku nejprve identifikujeme neobvykle vysoký počet neobsazených elektronových stavů, který zaručuje, že identifikované energetické minimum je globální. Následně představujeme výpočetní postup, který umožňuje, aby experimentálně relevantní magnetizace vedla na energetické minimum, s důrazem na preferované rozložení spinů ve výjimečně velké simulační buňce. Nakonec zkoumáme závislost vybraných charakteristik HoN na velikosti buňky a na magnetizaci. Výsledky poskytují teoretický pohled na spinovou strukturu nitridů vzácných zemin a umožňují použití správné metodologie podobných výpočtů vlastností silně korelovaných materiálů.
Investigation of carrier transport in ZnO and ZnO:Al thin films sputtered at different oxygen conditions
(Elsevier, 2023) Novák, Petr; Nedvědová, Lucie; Kozák, Tomáš; Šotová, Petra; Bláhová, Olga; Jansa, Zdeněk; Medlín, Rostislav; Netrvalová, Marie; Minár, Jan
Detailed pathway for a fast low-temperature synthesis of strongly thermochromic W-doped VO2 films with a low transition temperature
(IOP Publishing, 2023) Vlček, Jaroslav; Kaufman, Michal; Pajdarová, Andrea Dagmar; Haviar, Stanislav; Čerstvý, Radomír; Houška, Jiří; Farahani, Mina
Uvádíme výbojové charakteristiky a populace vybraných atomárních neutrálních (V, O a Ar) a ionizovaných (V+, V2+, O+ a Ar+) částic ve výboji během nízkoteplotního (350 °C) nanášení W-dopovaných VOx vrstev na 170 nm tlustou Y-stabilizovanou vrstvu ZrO2 na 1 mm tlustém konvenčním sodnovápenatém skle. Depozice byly provedeny pomocí reaktivního magnetronového naprašování s hlubokými oscilacemi a pulzním řízením toku O2 se vstřikováním O2 směrem k substrátu do plazmatu s vysokou hustotou před naprašovacím terčem V-W. Předem zvolené kritické hodnoty parciálního tlaku kyslíku se pohybovaly v rozmezí 82 mPa až 92 mPa. Optická emisní spektroskopie prokázala relativně vysokou hustotu atomů O před substrátem, která je důležitá pro výrobu W-dopovaných VO2 vrstev. Bylo zjištěno, že nastavení množství O2 ve směsi plynů určuje nejen prvkové a fázové složení vrstev a rychlost jejich depozice, ale také krystalinitu termochromické fáze VO2 v nich. Krystalické W-dopované VO2 vrstvy s nízkou teplotou přechodu 28 °C vykazovaly vysokou modulaci propustnosti sluneční energie 8,9 %. Výsledky jsou důležité pro další zdokonalení této nové škálovatelné techniky naprašování pro rychlou (53 nm/min při vzdálenosti terč-substrát 100 mm v této práci) nízkoteplotní syntézu vysoce výkonných odolných termochromických vícevrstvých povlaků na bázi VO2 určených pro aplikace v oblasti chytrých oken.
Effect of nitrogen content on high-temperature stability of hard and optically transparent amorphous Hf‒Y‒Si‒B‒C‒N coatings
(Elsevier, 2023) Farhadizadeh, Alireza; Vlček, Jaroslav; Houška, Jiří; Haviar, Stanislav; Čerstvý, Radomír; Červená, Michaela; Zeman, Petr; Matas, Martin
Zkoumáme vliv obsahu dusíku na funkční vlastnosti, tepelnou stabilitu a oxidační odolnost tvrdých a opticky průhledných amorfních povlaků Hf‒Y‒Si‒B‒C‒N připravených pomocí pulzního magnetronového naprašování. Provedení simulací ab-initio vede k propojení experimentálně získaných vlastností s atomovými a elektronovými strukturami vytvořených materiálů. Prokazujeme, že obsah N v materiálu, obměňovaný od nenasycených 46 at. % do nasycených 51 at. %, má značný význam pro optimalizaci tepelné stability a ladění indexu lomu a extinkčního koeficientu. Identifikujeme optimální obsah N2 v plazmatu, a tudíž obsah N v povlacích, které překonávají dříve uvedený vysokoteplotní materiál Hf6Y2Si29B12C2N45. Tyto výsledky utvářejí pokrok v úsilí o spojení četných funkčních vlastností s výjimečnou tepelnou stabilitou (nad 1300 °C) a oxidační odolností.
Molecular dynamics study of the growth of ZnOx films
(American Institute of Physics Inc., 2022) Hantová, Kamila; Houška, Jiří
Krystalické tenké vrstvy oxidu zinečnatého jsou důležité díky kombinaci optické průhlednosti, elektrické vodivosti a piezoelektrických a pyroelektrických vlastností. Tyto funkční vlastnosti se zlepšují se zvyšující se dokonalostí krystalické struktury. V tomto článku byla použita klasická molekulární dynamika s reaktivním potenciálem k simulaci růstu vrstev ZnOx atom po atomu na krystalický substrát. Na rozdíl od předchozích modelovacích studií byl zkoumán vliv široké škály procesních parametrů (poměr prvků x, kinetická energie přilétajících atomů a podíl rychlých atomů v toku částic) na krystalinitu vrstvy. Bylo zjištěno, že všechny parametry mají významný vliv. Proti očekávání byla nejvyšší kvalita krystalů získána pro mírně nadstechiometrické vrstvy s x > 1. Výsledky poskytují kvantitativní náhled na roli jednotlivých parametrů depozice a identifikace jejich optimálních hodnot umožňuje další zlepšení vlastností vrstvy.
Vacancies and substitutional defects in multicomponent diboride Ti0.25Zr0.25Hf0.25Ta0.25B2: first-principle study
(IOP Publishing, 2022) Matas, Martin; Farhadizadeh, Alireza; Houška, Jiří
Pomocí výpočtů ab initio zkoumáme tvrdý a elektricky vodivý multikomponentní diborid Ti0,25Zr0,25Hf0,25Ta0,25B2 o vysoké tepelné stabilitě. Soustředíme se na vliv poruch (buď vakancí, nebo atomů C, tedy poruch relevantních pro četné experimenty včetně našeho vlastního) na charakteristiky materiálu. Byly prozkoumány různé druhy, koncentrace i rozložení poruch a byla rozpoznána uspořádání vedoucí na nejnižší formovací energie. Prokazujeme, že náhrada atomů B atomy C je méně výhodná než tvorba bórových vakancí. Ukazujeme, že vakance upřednostňují shlukování do rozsáhlejší plošné oblasti bez atomů, minimalizujíce počet přerušených vazeb B–B a objem na atom, zatímco uhlíkové substituce na bórových pozicích shlukování neupřednostňují a mají sklon minimalizovat počet vazeb C–C. Odhalujeme vliv vakancí na mechanické a elektronické vlastnosti a získané výsledky používáme k vysvětlení experimentálních údajů.
Maximum achievable N content in atom-by-atom growth of amorphous Si–B–C–N materials
(MDPI, 2021) Houška, Jiří
Amorfní materiály Si–B–C–N dokážou kombinovat výjimečnou oxidační odolnost do 1500 °C s vysokoteplotní stabilitou vynikajících funkčních vlastností. Protože některé tyto charakteristiky vyžadují co nejvyšší obsah N, maximální dosažitelný obsah N v amorfním Si–B–C–N byl prozkoumán pomocí kombinace extenzivních ab-initio simulací využívajících molekulární dynamiku s experimentálními daty. Obsah N je limitován tvorbou molekul N2, které nejsou k amorfní síti vázány, a tento proces závisí na složení a hustotě. Maximální obsah N vázaného v amorfních sítích Si–B–C–N je při hustotě odpovídající minimální energii roven 34 % až 57 % (materiály připravitelné bez současné tvorby N2) nebo nejvýše 42 % až 57 % (za cenu současného vytváření molekul N2). Výsledky jsou důležité pro porozumění experimentálně zjištěným obsahům N, pro design stabilních amorfních nitridů s optimalizovanými vlastnostmi a cest pro jejich přípravu a pro identifikaci toho, co v této oblasti je a není dosažitelné.
Hard and electrically conductive multicomponent diboride-based films with high thermal stability
(Elsevier, 2022) Farhadizadeh, Alireza; Vlček, Jaroslav; Houška, Jiří; Haviar, Stanislav; Čerstvý, Radomír; Červená, Michaela
Předmětem článku jsou tenkovrstvé keramické materiály založené na HfB2 s vysokou tvrdostí (31–41 GPa), odolností proti vzniku trhlin (poměr tvrdosti a efektivního Youngova modulu 0,13–0,16), elektrickou vodivostí (2,8–4,2 × 10^5 S/m) a tepelnou stabilitou. Studujeme široký rozsah složení plynoucích z částečného nahrazení Hf pěti jinými prvky (Ti, Y, Zr, Ho nebo Ta) a zaměřujeme se na vliv počtu a vlastností prvků přítomných v kovové podmřížce. Rostoucí počet kovových prvků vede na klesající velikost krystalů plynoucí ze šířky difrakčních píků, prudce klesající tlakové pnutí na méně než 2 GPa a mírně klesající tvrdost a elektrickou vodivost. Tepelná stabilita septenárních diboridových vrstev Hf8Zr4Ti4Ta4Y5B60C9 a Hf10Zr4Ti4Ta4Ho5B58C9 při žíhání do 1300 °C přesáhla stabilitu kvaternárních vrstev Hf22Y5B58C9 a Hf22Ho5B58C9. Výsledky jsou důležité pro design technologicky důležitých tenkovrstvých materiálů kombinujících více různých funkčních vlastností a pro jejich přípravu metodami umožňujícími přenositelnost do průmyslu.
Effect of exit-orifice diameter on Cu nanoparticles produced by gas-aggregation source
(Elsevier, 2021) Batková, Šárka; Kozák, Tomáš; Haviar, Stanislav; Mareš, Pavel; Čapek, Jiří
Agregační zdroj (GAS) byl použit pro přípravu měděných nanočástic. Změnou průměru výstupní štěrbiny agregační komory jsme byli schopni izolovat a zkoumat vliv průtoku pracovního plynu při konstantním tlaku v agregační komoře. Ukazujeme, že konvenční přístup změny tlaku pomocí změny průtoku (při konstantním průměru štěrbiny) neovlivňuje výrazně velikost nanočástic. Nicméně pokud je tlak držen konstantní, změna průtoku má silný vliv. Na základě teoretické studie navrhujeme, že rozhodujícím parametrem je poměr tlaku k průtoku. Tento poměr určuje dobu zadržení nanočástic v agregační komoře (a tudíž i čas, který mají k dispozici pro růst) a je konstantní pro konstantní průměr výstupní štěrbiny. Když se ale průměr štěrbiny zmenší, tento poměr se zvětší, což poskytne nanočásticím více času a umožní jim více narůst. Kromě velikosti nanočástic ovlivňuje velikost štěrbiny i hmotnostní tok a jeho úhlové rozdělení.
Hard alloy films with enhanced resistance to cracking
(Elsevier, 2021) Musil, Jindřich; Čiperová, Zuzana; Čerstvý, Radomír; Kos, Šimon
Článek pojednává o mechanických vlastnostech slitinových vrstev připravených magnetronovým naprašováním. Vznik trhlin je velkým nedostatkem slitinových vrstev, protože silně omezuje mnoho z jejich praktických využití. Je ukázáno, že tvrdé slitinové vrstvy musí být superelastické a vykazovat vysoký poměr H/E* ≥ 0.1, H je tvrdost a E* efektivní Youngův modul vrstvy. Mechanické vlastnosti tvrdých slitinových vrstev s obsahem Si se zvýšenou odolností vůči vzniku trhlin jsou ukázány jako příklady. Dále je vysvětlen vliv přidání Si a N do Mg vrstev na mechanické vlastnosti a je studován jejich vztah ke změnám homologické teploty materiálu.
Dependence of characteristics of Hf(M)SiBCN (M = Y, Ho, Ta, Mo) thin films on the M choice: Ab-initio and experimental study
(Elsevier, 2021) Matas, Martin; Procházka, Michal; Vlček, Jaroslav; Houška, Jiří
Amorfní materiály HfMSiBCN (M = Y, Ho, Ta, Mo nebo zvýšený obsah Hf namísto jakéhokoli jiného M) jsou prozkoumány pomocí výpočtů ab initio a magnetronového naprašování. Zaměřujeme se na spojení vysokoteplotní stability a oxidační odolnosti těchto materiálů s optimalizovanými mechanickými, optickými a elektrickými vlastnostmi. Zaprvé předpovídáme odpovídající trendy pomocí výpočtu vlivu volby a podílu M na formovací energii (Eform) a mechanické vlastnosti krystalů MN a HfxM1–xN. Diskutujeme závislost Eform(HfxM1–xN) na krystalické struktuře a rozložení Hf a M v kovové podmřížce. Mechanické vlastnosti vypočítané pro MN korelují se změřenými pro HfMSiBCN. Hnací síla k zabudování N, klesající s číslem skupiny M v periodické tabulce podle vypočítané Eform(MN), koreluje s naměřenou rostoucí měrnou elektrickou vodivostí a extinkčním koeficientem HfMSiBCN. Zadruhé modelujeme samy amorfní materiály HfMSiBCN pomocí ab-initio molekulární dynamiky. Vypočítaný zakázaný pás, lokalizace elektronových stavů a vazebné preference M rovněž odpovídají rostoucí kovovosti s ohledem k číslu skupiny M v periodické tabulce a potvrzují možnost předpovídat trendy charakteristik HfMSiBCN s využitím charakteristik MN. Zatřetí zkoumáme měřené vlastnosti HfMSiBCN jako vzájemné funkce a určujeme složení rozprašovaného terče vedoucí k tvrdým vrstvám s vysokou měrnou elektrickou vodivostí při poměrně nízkém extinkčním koeficientu. Výsledky jsou důležité pro návrh vodivých nebo průhledných tvrdých vysokoteplotních povlaků.
Self-formation of dual glassy-crystalline structure in magnetron sputtered W–Zr films
(Elsevier, 2021) Zeman, Petr; Haviar, Stanislav; Červená, Michaela
Samovytvoření unikátní duální skelno-krystalické struktury v binárních vrstvách W–Zr bylo pozorováno v případě vrstvy s 28 at.% Zr připravené magnetronovým naprašováním. Vrstva je složena z kónických sloupcových domén tvořených tuhým roztokem α-W(Zr) obklopených amorfními oblastmi kovového skla W–Zr. Kónické domény mají osy kolmé k povrchu vrstvy. Většina těchto domén má pak svůj vrchol na nebo blízko k povrchu substrátu. Tento bod (vrchol) odpovídá také místu primární nukleace. Bylo zjištěno, že poměr skelné a krystalické struktury je ovlivněn tloušťkou vrstvy. Tato duální struktura byla připravena jen ve velmi úzkém rozsahu prvkového složení. Předpokládáme, že konkrétní prvkové složení a difuzivita nebo mobilita rozprášených atomů hrají hlavní roli při samovytváření této duální struktury.
Enhancement of high-temperature oxidation resistance and thermal stability of hard and optically transparent Hf–B–Si–C–N films by Y or Ho addition
(Elsevier, 2021) Červená, Michaela; Zeman, Petr; Houška, Jiří; Šímová, Veronika; Procházka, Michal; Čerstvý, Radomír; Haviar, Stanislav; Vlček, Jaroslav
Byly připraveny tvrdé a opticky transparentní amorfní vrstvy Hf7B10Si32C2N44, Hf6B12Si29Y2C2N45 a Hf5B13Si25Ho3C2N48, u kterých byla následně vyšetřována oxidační odolnost ve vzduchu a teplotní stabilita v inertní atmosféře až do teploty 1600 °C. Byl studován také vývoj jejich struktury, tvrdosti a optických vlastností v závislosti na teplotě. Bylo zjištěno, že přidání Y nebo Ho (2–3 at.%) do vrstev Hf–B–Si–C–N vede ke stabilizaci tetragonální HfO2 fáze ve vrstvě povrchového oxidu. Tloušťka této povrchové oxidové vrstvy byla nejnižší v případě vrstvy s Y. Po žíhání v He nebyla u žádné vrstvy pozorována žádná hmotnostní změna až do 1315 °C a v případě vrstvy Hf6B12Si29Y2C2N45 dokonce až do 1350 °C. Tvrdost této vrstvy vzrostla po ohřevu na 1300 °C z původní hodnoty 22,2 GPa (měřeno po depozici) na 25,9 GPa a tato vrstva zůstala také opticky transparentní i po ohřevu na 1400 °C. Ke krystalizaci amorfní struktury pak došlo při teplotě kolem 1400 °C.
Pulsed Magnetron Sputtering of Strongly Thermochromic VO2-Based Coatings with a Transition Temperature of 22 °C onto Ultrathin Flexible Glass
(MDPI, 2020) Bárta, Tomáš; Vlček, Jaroslav; Houška, Jiří; Haviar, Stanislav; Čerstvý, Radomír; Szelwicka, Jolanta; Fahland, Matthias; Fahlteich, John
Vratný přechod polovodič-kov oxidu vanadičitého (VO2) činí z povlaků na bázi VO2 slibného kandidáta pro využití na termochromická chytrá okna redukující energetickou spotřebu budov. Práce se zabývá maximalizací aplikačního potenciálu těchto povlaků z hlediska jejich vlastností, průmyslově přívětivé techniky výroby a použití průmyslově relevantního substrátu. Představujeme škálovatelnou naprašovací depoziční techniku pro přípravu silně termochromických ZrO2/V0,984W0,016O2/ZrO2 povlaků na ultratenkém flexibilním skle a na standardním skle při relativně nízké teplotě povrchu substrátu (330 °C) a bez předpětí na substrátu. Vrstvy V0,984W0,016O2 byly připraveny pomocí kontrolovaného vysokovýkonového pulzního magnetronového naprašování z vanadového terče v kombinaci se současným pulzním dc magnetronovým naprašováním z wolframového terče. Základní principy této techniky vysvětlujeme pomocí výbojových charakteristik měřených pro oba výboje. Charakterizujeme strukturu povlaku (rentgenová difrakce) a širokou škálu jeho optických vlastností (spektrofotometrie a spektroskopická elipsometrie). Prezentované povlaky vykazují teplotu přechodu 22 °C, světelnou propustnost ve viditelné oblasti blížící se 50 %, rozdíl v propustnosti sluneční energie přes 10 % a barvu nezávislou na teplotě. Tyto výsledky a úspěšný přechod od standardního k ultratenkému flexibilnímu sklu mají zásadní význam pro budoucí aplikaci povlaků na chytrá okna.
Microstructure of High Temperature Oxidation Resistant Hf6B10Si31C2N50 and Hf7B10Si32C2N44 Films
(MDPI, 2020) Shen, Yi; Jiang, Jiechao; Zeman, Petr; Červená, Michaela; Šímová, Veronika; Vlček, Jaroslav; Meletis, Efstathios I.
Amorfní vrstvy Hf6B10Si31C2N50 a Hf7B10Si32C2N44 odolné proti oxidaci za vysokých teplot byly připraveny metodou reaktivního pulzního dc magnetronového naprašování. Tyto vrstvy byly dále vyžíhány ve vzduchu až do 1500 °C z důvodu vyšetřování mechanismu jejich oxidace. Vzniklá mikrostruktura byla zkoumána rentgenovou difrakcí a transmisní elektronovou mikroskopií. Bylo zjištěno, že po vystavení vrstev vysoké teplotě dochází k vytvoření třívrstvé mikrostruktury. Oxidová vrstva, která se nachází na horním povrchu vrstev, je tvořena monoklinickými a/nebo ortorombickými nanočásticemi m-/o-HfO2 rozptýlenými v amorfní matrici na bázi SiOx. Spodní vrstva zůstala po ohřevu amorfní (Hf6B10Si31C2N50) nebo částečně rekrystalizovala a nyní se skládá z h-Si3N4 a HfCxN1−x s t-HfO2 u povrchu této spodní vrstvy (Hf7B10Si32C2N44). Horní a spodní vrstva je v obou případech oddělena částečně zoxidovanou přechodovou vrstvou složenou z nanokrystalického h-Si3N4 a tetragonálního t-HfO2. Proces oxidace začíná na rozhraní spodní/přechodové vrstvy buď oxidací oblastí bohatších na Hf v případě amorfní struktury, nebo oxidací nanočástic HfCxN1−x v případě částečně rekrystalizované struktury vedoucí ke vzniku t-HfO2 oddělených oblastmi Si3N4. Druhá fáze oxidace nastává na hranici oxidové/přechodové vrstvy a je charakterizována těsně uspořádanými strukturami HfO2, Si3N4 a SiO2, které slouží jako bariéra pro difúzi kyslíku. Malé nanočástice t-HfO2 se zde spojují a přetvářejí ve větší m-/o-HfO2, zatímco z h-Si3N4 vzniká amorfní matrice SiOx. Podobný princip oxidace byl navzdory odlišnému vývoji mikrostruktury pozorován v případě obou vyšetřovaných vrstev.
Multifunctional MoOx and MoOxNy films with 2.5 < x < 3.0 and y < 0.2 prepared using controlled reactive deep oscillation magnetron sputtering
(Elsevier, 2021) Procházka, Michal; Vlček, Jaroslav; Houška, Jiří; Haviar, Stanislav; Čerstvý, Radomír; Veltruská, Kateřina
Reaktivní magnetronové naprašování s hlubokými oscilacemi, pulzní kontrolou toku reaktivního plynu a vstupem reaktivního plynu, orientovaným k substrátu a umístěným v zóně hustého plazmatu před Mo terčem, bylo použito pro nízkoteplotní (< 120 °C) přípravu vrstev MoOx a MoOxNy s 2,5 < x < 3,0 a y < 0,2. Vysvětlujeme výhody použité depoziční techniky umožňující hladkou a reprodukovatelnou kontrolu složení vrstev a tím i jejich struktury a vlastností. Speciální pozornost věnujeme silnému dopadu malého snížení x ve vrstvách MoOx a malého zvýšení y ve vrstvách MoOxNy na jejich optické a elektrické vlastnosti, které přímo souvisí s proměnnou elektronovou strukturou těchto vrstev. Diskutujeme možné aplikace těchto vrstev v oblasti solárních článků, organické elektroniky a lithium-iontových baterií.
Tuning Stoichiometry and Structure of Pd-WO3−x Thin Films for Hydrogen Gas Sensing by High-Power Impulse Magnetron Sputtering
(MDPI, 2020) Kumar, Nirmal; Haviar, Stanislav; Rezek, Jiří; Baroch, Pavel; Zeman, Petr
Použitím metody HiPIMS (vysokovýkonové pulzní magnetronové naprašování) a změnou parametrů při depozici jsme připravili vrstvy oxidu wolframu s různou stechiometrií a krystalickou strukturou. Po následném žíhání byly vrstvy podrobeny pečlivé analýze krystalické struktury (XRD), morfologie (SEM), složení (Ramanova spektroskopie, EDS) a upraveny jako konduktometrické senzory vodíku. Bylo zjištěno, že pomocí vhodného složení (substechiometrie okolo WO2,76) je možné syntetizovat vrstvy, které během žíhání krystalizují v monoklinické fázi. Tato fáze se ukázala jako nejcitlivější na vodík. Pro zvýšení citlivosti a snížení detekční teploty byly použity částice paladia připravené konvenčním DC magnetronovým naprašováním.
High‑performance thermochromic VO2‑based coatings with a low transition temperature deposited on glass by a scalable technique
(Nature Research, 2020) Kolenatý, David; Vlček, Jaroslav; Bárta, Tomáš; Rezek, Jiří; Houška, Jiří; Haviar, Stanislav
Tématem článku jsou vysoce výkonné termochromické povlaky ZrO2/V0,982W0,018O2/ZrO2 s nízkou teplotou přechodu připravené na skle pomocí škálovatelné nízkoteplotní depoziční techniky. Vrstvy V0,982W0,018O2 byly deponovány pomocí kontrolovaného vysokovýkonového pulzního magnetronového rozprašování vanadového terče kombinovaného se současným pulzním DC magnetronovým rozprašováním wolframového terče za účelem snížení teploty přechodu na 20–21 °C, za nízké teploty povrchu substrátu 330 °C ve směsi plynů argon-kyslík. Antireflexní ZrO2 vrstvy pod i nad termochromickými vrstvami V0,982W0,018O2 byly připraveny za nízké teploty substrátu (< 100 °C). Struktura povlaku využívající interference druhého řádu na vrstvách ZrO2 byla využita za účelem zvýšení jak propustnosti viditelného světla (Tlum), tak rozdílu v propustnosti slunečního vyzařování (ΔTsol). Povlaky ZrO2/V0,982W0,018O2/ZrO2 vykazují Tlum až 60 % a ΔTsol téměř 6 % pro vrstvu V0,982W0,018O2 o tloušťce 45 nm, a Tlum až 50 % a ΔTsol přesahující 10 % pro vrstvu V0,982W0,018O2 o tloušťce 69 nm.
Nanostructured CuWO4/WO3-x films prepared by reactive magnetron sputtering for hydrogen sensing
(Elsevier, 2020) Kumar, Nirmal; Čapek, Jiří; Haviar, Stanislav
Dvojvrstvy o vysoké čistotě obsahující wolframit mědi (CuWO4) a sub-stechiometrický oxid wolframu (WO3-x) byly připraveny reaktivním naprašováním pomocí originálního dvoukrokového procesu. Jako první byla připravena tenká vrstva oxidu wolframu (DC magnetron, Ar + O2 jako pracovní plyn, kovový W terč). Na tuto vrstvu byla přidána vrstva nesouvislého wolframitu mědi pomocí RF reaktivní depozice z Cu terče. Wolframit na povrchu tvoří větvené ostrůvky. Jejich množství a vzhled se liší podle množství přidané mědi. Byly zkoumány dvojvrstvy s různými tloušťkami vrstev jako konduktometrické senzory vodíku. Nejlepší odezva byla naměřena pro vrstvy s poměrem tlouštěk 5 nm/20 nm. Odezva byla více než osmkrát lepší v porovnání s dvacetinanometrovou vrstvou referenčního WO3-x. Článek obsahuje návrh vysvětlení této změny založený na formování nanometrových n-n heterogenních přechodů. Detailní studie SEM snímků dokumentuje morfologii ostrůvků woframitu.

Browse

Recent Submissions