Nanoskálájú határfelületi elmozdulások és alakváltozások vizsgálata szinkrotron- és neutronsugárzással. Erdélyi Zoltán

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Nanoskálájú határfelületi elmozdulások és alakváltozások vizsgálata szinkrotron- és neutronsugárzással. Erdélyi Zoltán"

Veronika Horváthné
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Nanoskálájú határfelületi elmozdulások és alakváltozások vizsgálata szinkrotron- és neutronsugárzással Erdélyi Zoltán Debreceni Egyetem, Szilárdtest Fizika Tanszék Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 1

2 Vékonyrétegek, Multirétegek d = nm A B 1 nm = 0, m nm = 1m d d hordozó hordozó Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 2

3 Vékony- és Multirétegek előállítása Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 3

4 Miért vizsgáljuk ezeket a szerkezeteket? Kicsiben minden más más törvényszerűségek írják le a folyamatokat megváltoznak az anyagok tulajdonságai Használjuk ezeket a mindennapjainkban használati tárgyak eszközök berendezések Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 4

folyamatokat megváltoznak az anyagok tulajdonságai Használjuk

5 Hol használjuk ezeket? dekorációs és csomagoló anyagok UV védelem légzárás fényvédő ellenálló stb. gyógyászat UV szűrés antireflex fényre sötétedő polárszűrő páramentesítő karcálló stb. elektronikai cikkek autóipar Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 5

6 Mit vizsgálunk? Morfológia hordozó éles hordozó hullámos hordozó elmosott Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 6

7 Mit vizsgálunk? Hőhatás c A x Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 7

8 A hőhatás rossz oldala A vizsgálatok célja Eszközök degradációja megbecsülhető az élettartam hosszabb élettartamú eszközök előállítása extrémebb körülményeknek ellenálló eszközök előállítása előtte utána Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 8

élettartamú eszközök előállítása extrémebb körülményeknek

9 A hőhatás jó oldala Kontrollált körülmények között végzett hőkezelések javíthatnak bizonyos dolgokon Simul a határfelület Jobb kötés, kontaktus alakul ki Új fázisok keletkezhetnek a határfelületnél Sőt, egyes esetekben már gyártás közben hőkezelünk pl. elektronikai iparban ez fontos gyártástechnológiai lépés hőkezelés Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 9

keletkezhetnek a határfelületnél Sőt, egyes esetekben már gyártás közben hőkezelünk pl.

10 Mivel vizsgáljuk mindezt? Szinkrotron- és neutronsugárzással Grenoble (ESFR, ILL) Berlin (Bessy) Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 10

11 A vizsgálat Monokromatikus TOF (time of flight) minta analizátor detektor λ min λ max 2 20 Å λ spinpolarizált monokromátor forrás forrás Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 11

12 Módszerek: diffrakció (monokromatikus) I Θ hordozó határfelület elmosott hullámos tükör matt egyenetlen Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 12

13 Módszerek: diffrakció (monokromatikus) Szögtartomány Súrlódó beesésű (kisszögű) Nagyszögű Nyaláb és Detektor viszonya szimmetrikus (spekuláris) aszimmetrikus (off-spekuláris) detektor scan stb. szinkrotron, szimm., nagyszög Mo/V multiréteg Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 13

(spekuláris) aszimmetrikus (off-spekuláris) detektor scan stb.

14 Módszerek: diffrakció (TOF) detektor besugárzás minden irányból detektálás minden irányban neutron, TOF mód Cu/Ni multiréteg Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 14

15 Módszerek: állóhullámos fluoreszcencia fix energia (monokrom) detektor (fluoreszcencia) detektor (reflektivitás) Ta (5nm) Si (20nm) Co (5nm) Si (25nm) Ta (35nm) hordozó Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 15

16 Módszerek: EXAFS ( állóhullámos ) Energia változik Besugárzási szög változik DE!!! Elektromos tér állandó változó energia (monokrom) detektor (fluoreszcencia) detektor (reflektivitás) Ta (5nm) Si (20nm) Co (5nm) Co-nak hány Si szomszédja van Si (25nm) Co-Si távolság Ta (35nm) hordozó Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 16

detektor (reflektivitás) Ta (5nm) Si (20nm) Co (5nm) Co-nak hány Si szomszédja

17 Kiértékelő szoftverek Bolti Ingyenes Saját sor! Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 17

18 Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 18

19 Elmosott határfelület élesedése ca x ideális szilárdoldat Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 19

20 Elmosott határfelület élesedése Synchrotron (BESSY, Beamline: KMC-2) Nagyszögű röntgen diffrakció; Mo/V multiréteg Thickness [nm] Mo layer V layer Mo/V Interf. V/Mo Interf. Z. Erdélyi et al., SCIENCE 306, 1913 (2004) Z. Erdélyi et al., SCIENCE 306, 1913 (2004) Temperature [K] Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 20

21 Feszültséghatások, Mágnesség Feszültséghatások beépített hőtágulás diffúziós Mágnesség mágneses viselkedés korreláltatása a szerkezettel pl. GMR effektus és határfelület állapot viszonya spintronics Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 21

22 Összefoglalás Jelen vékonyréteg technológiai kutatások egyre több módszert alkalmazunk (neutron, szinkrotron) mintagyártás fejlesztése kiértékelő szoftverek fejlesztése (neutron, szinkrotron) Jövő ESS-sel ESS nélkül Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 22

23 Összefoglalás Jövő az ESS-sel kutatási paletta bővül (nem csak vékonyréteg, bionano) több neutronos vizsgálat ESS témaorientáló hatása a témáink maguktól is ebbe az irányba mennek metodika, módszer fejlesztés ESS beépülése az oktatásba Erdélyi Zoltán ESS minikonferencia 23

Hasonló dokumentumok

DIPLOMAMUNKA TÉMÁK AZ MSC HALLGATÓK RÉSZÉRE A SZILÁRDTEST FIZIKAI TANSZÉKEN 2018/19.II.félévre

DIPLOMAMUNKA TÉMÁK AZ MSC HALLGATÓK RÉSZÉRE A SZILÁRDTEST FIZIKAI TANSZÉKEN 2018/19.II.félévre Nanostruktúrák számítógépes modellezése Atomi vastagságú rétegek előállítása ALD (Atomic Layer Deposition)