Bírálat. Lohner Tivadar A spektroszkópiai ellipszometria és az ionsugaras analitika néhány alkalmazása az anyagtudományban című doktori értekezéséről

Hasonló dokumentumok
Bírálat Petrik Péter "Spektroellipszometria a mikroelektronikai rétegminősítésben" című MTA doktori értekezéséről.

MTA doktori értekezés tézisei

2. Két elírás: 9. oldal, 2. bekezdés - figyelembe, fegyelembe, 57. oldal első mondat - foglalkozok, foglalkozom.

OPPONENSI VÉLEMÉNY. Nagy Gábor: A környezettudatos vállalati működés indikátorai és ösztönzői című PhD értekezéséről és annak téziseiről

Válasz Dr. Tóth Zsoltnak a Spektroellipszometria a mikroelektronikai rétegminősítésben című doktori értekezésem bírálatára

Szilágyi Edit. Az ionsugaras analitika néhány alkalmazása az anyagtudományban

BÍRÁLAT. Szabó Péter János

Előzmények. a:sige:h vékonyréteg. 100 rétegből álló a:si/ge rétegrendszer (MultiLayer) H szerepe: dangling bond passzíválása

3.1.5 megint nincs megcímezve, a megfelelő négy al-alfejezet sav-bázis egyensúllyal és a vas ionok hatásával foglalkozik.

Szilícium alapú nanokristályos szerkezetek minősítése spektroszkópiai ellipszometriával

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

Szekrényes András. Delamináció nem szinguláris modellezése ortotróp kompozit lemezekben szemi-rétegmodell alkalmazásával

7.1. Al2O3 95%+MLG 5% ; 3h; 4000rpm; Etanol; ZrO2 G1 (1312 keverék)

OTKA K Nanoszemcsés szerkezetek és vékonyrétegek ellipszometriai modellezése bioszenzorikai és (opto)elektronikai alkalmazásokhoz

IBA: 5 MV Van de Graaff gyorsító

Amorf fényérzékeny rétegstruktúrák fotonikai alkalmazásokra. Csarnovics István

Bírálói vélemény. Jakab László Optoelektronikai eszközök és rendszerek. című MTA doktori értekezéséről

HOGYAN ÍRJUNK ÉS ADJUNK ELŐ NYERTES TDK T?

Pórusos szilícium alapú optikai multirétegek

Modern fizika laboratórium

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

Opponensi vélemény. címmel benyújtott akadémiai doktori értekezéséről

Hitelintézeti Szemle Lektori útmutató

Nagynyomású csavarással tömörített réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és termikus stabilitása

BSc hallgatók szakdolgozatával szemben támasztott követelmények SZTE TTIK Földrajzi és Földtani Tanszékcsoport

Válasz Dr. Eleőd András egyetemi tanár, az MTA doktora bírálatára

MTA AKI Kíváncsi Kémikus Kutatótábor Kétdimenziós kémia. Balogh Ádám Pósa Szonja Polett. Témavezetők: Klébert Szilvia Mohai Miklós

Al-Mg-Si háromalkotós egyensúlyi fázisdiagram közelítő számítása

A T sz. OTKA téma zárójelentése

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

Magspektroszkópiai gyakorlatok

Andó Mátyás Felületi érdesség matyi.misi.eu. Felületi érdesség. 1. ábra. Felületi érdességi jelek

Készítette: NÁDOR JUDIT. Témavezető: Dr. HOMONNAY ZOLTÁN. ELTE TTK, Analitikai Kémia Tanszék 2010

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

Az ellipszometria Újpesten

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Infravörös spektroszkópia. A beadás dátuma: A mérést végezte:

Szén alapú nanokompozitok előállítása és komplex szerkezeti jellemzése

Periodikus struktúrák előállítása nanolitográfiával és vizsgálatuk három dimenzióban

Réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és mechanikai viselkedése

A tételsor a 21/2007. (V.21.) SZMM rendeletben foglalt szakképesítés szakmai és vizsgakövetelménye alapján készült.

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata 9a. mérés B4.9

Bírálói vélemény. Poppe András. Félvezető eszközök multi-domain karakterizációja. című MTA Doktori értekezéséről

Dicsı Ágnes: Lézer a restaurálás szolgálatában Álom és valóság

Szabó Péter János. Intenzív alakítási és hőkezelési folyamatok mikroszerkezetre gyakorolt hatásának értelmezése visszaszórtelektron-diffrakcióval

Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Osztályozási fák, durva halmazok és alkalmazásaik. PhD értekezés

DEBRECENI EGYETEM BÖLCSÉSZETTUDOMÁNYI KAR UNIVERSITY OF DEBRECEN FACULTY OF ARTS

BME VIK TDK Bírálói lap 1. rész (a dolgozat részletes értékelése)

TÁJÉKOZTATÓ AZ OSZTATLAN TANÁRKÉPZÉS DIPLOMAMUNKÁJÁNAK KÖVETELMÉNYEIRŐL

Peltier-elemek vizsgálata

Bírálat. Mastalir Ágnes: "Rétegszerkezetű és mezopórusos katalizátorok alkalmazása szerves kémiai reakciókban" című MTA doktori értekezéséről

Válasz Zólomy Imre, a műszaki tudományok doktora bírálói véleményére

Fényérzékeny amorf nanokompozitok: technológia és alkalmazásuk a fotonikában. Csarnovics István

A szigorlat javasolt tárgyai: Főtárgy: Melléktárgy:..

MAGYAR TUDOMÁNYOS AKADÉMIA SZILÁRDTESTFIZIKAI ÉS OPTIKAI KUTATÓINTÉZET (MTA SZFKI)

szerepet tölt be. A nagy evolúciós átmenetek szinte minden esetben tekinthetők

Doktori (PhD) értekezés tézisei. Hanyecz István. SZTE Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék Fizika Doktori Iskola

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata

BÍRÁLAT. Kállay Mihály Automatizált módszerek a kvantumkémiában című MTA doktori értekezéséről.

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Troposzféra modellezés. Braunmüller Péter április 12

Spektroellipszometria a mikroelektronikai rétegminősítésben

Elektronikus áramkörök megbízhatósági problémáinak metallurgiai elemzése

Opponensi Vélemény Dr. Nagy Bálint A valósidejű PCR alkalmazása a klinikai genetikai gyakorlatban ' című értekezéséről

DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF SOLID WASTES BASED ON CPT TEST RESULTS

Az adatok értékelése és jelentéskészítés: Az (átfogó) vizsgálati összefoglalás benyújtása

Opponensi vélemény. Gyuricza Csaba: A talaj és környezetminőség javítása és fenntartása növénytermesztési módszerekkel c. MTA doktori értekezéséről.

Szélesszögű spektroszkópiai ellipszométer fejlesztése és alkalmazása napelem-technológiai ZnO rétegek vizsgálatára

Akusztikus aktivitás AE vizsgálatoknál

TESTNEVELÉSI EGYETEM Szakdolgozati és diplomadolgozati követelmények

Félvezető nanokristályok szigetelőkben memória célokra

G04 előadás Napelem technológiák és jellemzőik. Szent István Egyetem Gödöllő

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Bírálat. Farkas András

EBSD-alkalmazások. Minta-elôkészítés, felületkezelés

OTKA Nyilvántartási szám: T043704

Hipotézis vizsgálatok

Kémia Fizika 7-8. osztály. I. Nobel-díjasok (kb. 25 perc)

OPPONENSI VÉLEMÉNY. 1. A B. bronchiseptica dermonekrotikus toxin (DNT) kórtani szerepének vizsgálata egérben és sertésben.

Farkas István és Seres István HÁLÓZATRA KAPCSOLT FOTOVILLAMOS RENDSZER MŐKÖDTETÉSI TAPASZTALATAI FIZIKA ÉS FOLYAMAT- IRÁNYÍTÁSI TANSZÉK

Kerámia, üveg és fém-kerámia implantátumok

Dankházi Z., Kalácska Sz., Baris A., Varga G., Ratter K., Radi Zs.*, Havancsák K.

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Hidrogénezett amorf Si és Ge rétegek hőkezelés okozta szerkezeti változásai

Esszéírás 1X1. Mire kell ügyelni esszéírásnál? Dr. Török Erika oktatási dékánhelyettes január 6.

Módszer az ASEA-ban található reaktív molekulák ellenőrzésére

e-gépész.hu >> Szellőztetés hatása a szén-dioxid-koncentrációra lakóépületekben Szerzo: Csáki Imre, tanársegéd, Debreceni Egyetem Műszaki Kar

Abszorpciós spektroszkópia

Szabályos fahengeres keresztmetszet geometriai jellemzőinek meghatározása számítással

Válasz Kövér Ákos. Az ionsugaras analitika néhány alkalmazása az anyagtudományban

ÓN-WHISKER KÉPZŐDÉS AZ ELEKTRONIKÁBAN

NEHÉZFÉMEK ELTÁVOLÍTÁSA IPARI SZENNYVIZEKBŐL Modell kísérletek Cr(VI) alkalmazásával növényi hulladékokból nyert aktív szénen

Rugalmas állandók mérése

Folyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV. A mérés megnevezése: Potenciométerek, huzalellenállások és ellenállás-hőmérők felépítésének és működésének gyakorlati vizsgálata

Kutatási beszámoló február. Tangens delta mérésére alkalmas mérési összeállítás elkészítése

A szóbeli vizsgafeladatot ha a feladat indokolja a szaktanárok által összeállított mellékletek, segédanyagként felhasználható források egészítik ki.

Átírás:

Bírálat Lohner Tivadar A spektroszkópiai ellipszometria és az ionsugaras analitika néhány alkalmazása az anyagtudományban című doktori értekezéséről 1. Általános értékelés A szerző a 192 oldal terjedelmű dolgozatát az MTA doktora tudományos fokozat elnyerése céljából nyújtotta be. A tézispontokban megfogalmazott új tudományos eredmények a szerzőnek a kandidátusi fokozatszerzést követően készült tudományos közleményei közül 29 publikációjára épülnek. A dolgozatban bemutatott kutatási eredmények különböző anyagú és szerkezetű vékonyrétegek dielektromos jellemzőinek, rétegstruktúrájának, továbbá ezeknek az egyes kezelések, így az ionimplantáció, az oxidálás, a hőkezelés hatására bekövetkező változásainak a kísérleti jellemzésére és modellezésére vonatkoznak. A kísérleti munkában a gyakorlati alkalmazás szempontjából is fontos anyagok, mint az elektrokémiai anódos oxidációval előállított pórusos szilícium, a nanokristályos gyémánt és szilícium karbid, vagy az ugyancsak nagy tilossávú nióbiumpentoxid filmek vizsgálata történt. A félvezető technológia egyik alapvető folyamata, az ionimplantáció által okozott amorfizáció, továbbá az ionsugaras hőkezelés hatásának a tanulmányozása szilíciumban ellipszometriai és ionsugaras analitikai módszerek alkalmazásával szintén fontos részét képezi a dolgozatnak. A kísérletileg vizsgált problémák a gyakorlati alkalmazásokat tekintve lényegesek, előremutatóak, ugyanakkor számos megválaszolandó kérdést is generálnak, nevezetesen, hogyan lehet jól leírni egy heterogén, multiréteges film dielektromos viselkedését, vagy megadni egy pórusos szerkezetű, nanokristályokat is tartalmazó vékonyréteg dielektromos függvényét? A dolgozat több példán keresztül taglalja a lehetséges válaszokat. Az eredmények tükrében a szerző végső következtetéseit helytállóaknak tartom. Az elvégzett kutatás mennyisége és eredményessége kielégíti az MTA doktora cím megszerzéséhez szükséges feltételeket. A dolgozat a szokásos szerkezetben a Bevezetés, Célkitűzések, majd a Vizsgálati módszerek, kísérleti berendezések fejezetekkel indul, és ezt követi a 110 oldal terjedelmű Saját kísérletek és eredmények fejezet, végül a Tézisfüzet és az Irodalomjegyzék, mint lényeges fejezetek. A mű jó nyelvezetű, szép kivitelű, eltekintve attól, hogy szinte az összes ábra a cikkekből átvett formában, angol szöveggel szerepel. Fontosnak tartom, 1

hogy az egyes témakörök végén megtalálható azoknak az eredményeknek az összefoglalása, amelyeket a hozzá kapcsolódó tézispont tartalmaz, ami jelentősen segíti a bíráló munkáját az eredmények értékelésében. A fenti pozitív általános értékelést követően a kritikai észrevételeimet, megjegyzéseimet, továbbá a felmerülő kérdéseket az értekezés szerkezetét követve részletezem. 2. Részletes tartalmi értékelés 2.1. Bár jelentős számú irodalomra találunk hivatkozást a dolgozatban, a bemutatott eredmények lényeges irodalmi előzményeinek kritikai áttekintését nem írja le a szerző. Ennek megfelelően nem is törekedett egy áttekintő tudományos képpel megalapozni a saját kutatómunkájának a célkitűzéseit, ehelyett a kísérleti eredmények minden egyes alfejezete egy rövid Bevezetés, előzmények résszel indul, ahol néhány esetben leírja munkájának motivációját is. Ez arra utal, hogy a szerzőnek nem igazán sikerült korábbi munkáit egy vezérfonalra felfűznie és egységgé kovácsolnia, emellett nem tartom jó szerkezeti megoldásnak sem. 2.2. Az ellipszometriának, mint vizsgálati módszernek a leírása részletes ugyan, de jól ismert, hogy e vizsgálatokkal nyert eredmények modellfüggőek, a sok parameteres illesztés néha hamis megoldásokhoz is vezethet. Fontos lett volna, hogy a szerző részletezze, milyen módszerekkel tudta ezeket a problémákat megoldani, illetve elkerülni. 2.3. A 4.1.2 fejezet a pórusos szilícium (PS) rétegekre vonatkozó optikai modellalkotást taglalja. Ismeretes, hogy a PS inhomogén rendszer, az előállítás és utólagos kezelés körülményeitől függő komplex mikrotopológiával. A pórusok falát alkotó anyag dielektromos jellemzésére a szerző a finomszemcsés polikristályos szilícium Jellison és munkatársai által meghatározott dielektromos függvényét használta. A modell validálásával azonban adós maradt a szerző, az ugyanis kevés, hogy a modell segítségével az ellipszometriai spektrumok - nagy hibával ugyan (lásd 4.1.2.1 táblázat), de illeszthetők. Meggyőző lenne például, ha az illesztésből meghatározott törésmutatókat összevetné más optikai modellel nyert irodalmi eredményekkel, természetesen hasonló mintákra vonatkozóan. Esetleg a számított rétegvastagságokat összehasonlítaná független mérésből származó eredményekkel. 2

2.4. Az anodizálás időtartamának a hatását bemutató 4.1.4.1 4.1.4.4 ábrákon megadott illesztésből számított rétegvastagságok hogyan viszonyulnak a spektrum hosszú hullámú végénél a fény behatolási mélységéhez? Milyen hatással van ez a kiértékelésben használt modellre? 2.5. A stabilizáló hőkezelés hatására a rétegvastagság valamennyi mintánál csökkent a porozitás viszont nagyobb lett (4.1.5.2 táblázat). Mi ennek az oka? A csökkenő rétegvastagság esetén ugyanis várható lenne, hogy a szerkezet tömörödik. 2.6. Nem világos, hogy mi indokolja a stabilizáló hőkezelésnek, majd 900 C-on végrehajtott oxidációnak alávetett ps956a4 minta egyrétegű, háromkomponensű optikai modelljében a kristályos szilícium szerepeltetését, ugyanis valószínűbbnek látszik a finomszemcsés, polikristályos struktúra kialakulása a kezelések hatására. 2.7. A 400 kev energiájú N2-vel implantált kristályos szilícium optikai modelljében mi indokolja a finomszemcsés polikristályos Si komponens jelenlétét a legalsó rétegben (4.1.7.2 ábra)? 2.8. A 4.2.1.2.3 és 4.2.1.2.5 ábrákon megadott illesztéseknél milyen a kétréteges optikai modell a különböző fluenciákkal implantált mintáknál? 2.9. A nemesgáz ionok implantációjakor okozott anomális felületi amorfizációt vizsgálva kristályos szilíciumban az ionsugaras analitikával és spektrál ellipszometriával nyert rétegvastagságokat összehasonlítja a szerző a 4.2.1.2.1 táblázatban. Az eredmények egyezése jónak mondható, kivéve a legnagyobb fluenciájú Ar 2+ ionos kezelést. Az amorfizált szilícium rétegvastagságára kapott értékek eltérése meglepő, hiszen pontosan az ionsugaras analitika igazolta, hogy a teljes réteg amorfizált. Mi lehet az eltérés oka? 2.10. A plazmaimmerziós ionimplantáció felületi károsodást okozó hatásait vizsgálva a szerző az ellipszometriai eredmények kiértékelésére nagy számú optikai modellt próbált ki. Ezek szerkezeti megalapozottságát azonban nem minden esetben tartom elfogadhatónak. Nem értem például, hogy miért használta a vákuumpárologtatott amorf Si dielektromos függvényét az a Si:H helyett, hiszen a gázkeverék 1% foszfint és 99% hidrogént tartalmazott, amiből a kisüléskor keletkezett protonok könnyen beépülhetnek a roncsolt felületi rétegbe. Ebben a tekintetben a polikristályos Si dielektromos függvényének a használata inkább tekinthető megalapozottnak, az ugyanis finomszemcsés krisztallitokat és hidrogénezett amorf Si-t is tartalmazó réteg jellemzője. 3

2.11. A 92. oldalon a Tézispont részben: Az utolsó mondatban megfogalmazott állítást az AFM mérések megerősítik, azonban az ellipszometriai eredmények nem. A 7,5 s-os kezelésnél a 7.5C és 7.5D modellek bizonyultak jónak, ezek felső rétege oxid, ami nem érdes. A 300 s-os kezelést jól leíró 300I és 300J ellipszometriai modellek 9,8 nm és 8,7 nm vastag érdességi réteget taratalmaznak. Így a helyes kijelentés az, hogy a 300 s-os plazmaimmerziós kezelésnél jelentős felületi érdesség alakul ki. 2.12. A 4.2.3.2.1. táblázat aláírása hibás. 2.13. A 4.2.3.2.2. táblázat nem tartalmazza az Al + implantáció okozta vastagság növekedést, ami fontos lett volna a 2.C tézispont alátámasztására. 2.14. Az ellipszometriai spektrumok modell illesztéséből meghatározott tilossáv szélesség 0,71 ev és 0,55 ev a Ni + és Ar + ionokkal implantált SiC mintákra. Az irodalomban az a SiC-re 2,2 2,6 ev értékek találhatóak. Mi az oka a nagy különbségnek? Lehetséges, hogy az alkalmazott optikai modell nem jó, ami esetleg indokolná a nagy eltérést az n és k értékekben a 4H c SiC-hez képest? 2.15. A SiC nanokristályok növesztésével foglalkozó fejezet 4.3.2.4. ábráján a 20 órás hőkezelést követően mért ellipszometriai spektrumok kiértékelésére konstruált modellek közül a legjobb illesztést adó modellben a SiC komponens rétegvastagsága 152±4 Å. Ez az érték megegyezik a 4.3.1.1. ábrán a 3 órás hőkezelésre megadott TEM felvételen látható SiC krisztallitok rétegvastagságával. Mi az oka a két érték egybeesésének? 2.16. Mi igazolja, hogy valóban SiC krisztallitok nőttek? 2.17. Mi lehet az oka, hogy a 102 órás hőkezelést követően mért ellipszometriai spektrumok jól láthatóan gyenge illesztése (4.3.2.5. ábra) meglepően hasonló eredményt ad az ionsugaras mérésből kapott értékekhez. 2.18. A Nióbiumpentoxid rétegek növesztése és annak spektrál ellipszometriai, és ionsugaras analitikai vizsgálata az egyik legsikeresebb része a dolgozatnak. 2.19. A nanokristályos gyémántrétegeken mért ellipszometriai spektrumok kiértékelésére három különböző optikai modellt épített fel a szerző. Az illesztés jóságát megadó MSE értékek (4.5.3.3. és 4.5.2.4. táblázatok) azt mutatják, hogy nem sikerült a legjobb optikai modellt megtalálni. Ennek valószínűleg az az oka, hogy vagy nem veszi figyelembe a szerző az sp 2 kötésű szénatomok jelenlétét (lásd 4.5.3.1. ábrán a modell-1-et), vagy pedig a nem megfelelő szerkezetű sp 2 elrendeződést 4

használja az üvegszerű szén összetevő figyelembe vételével. Az üvegszerű szén ugyanis az sp 2 szénatomok grafitos elrendeződését tartalmazza, míg a nanokristályos gyémántban inkább konjugált kettőskötésű láncok (poliacetilén) találhatóak. Az üvegszerű szén komponens beépítése az optikai modellbe magyarázza azt is, hogy miért kapott a szerző a modell-3 alapján végrehajtott kiértékelésből kicsi tilossáv értékeket (4.5.2.4. táblázat). 2.20. Az in-situ spektroszkópiai mérések valósidejű kiértékelésének demonstrálására javasolt modellstruktúrát jó ötletnek tartom. A kapott eredmények azonban nem elegendőek egy tézispont megfogalmazásához. Bár az előzőekben leírt kritikai észrevételek számosak, azok a dolgozat alapvető következtetéseit nem vonják kétségbe. A különböző kísérleti módszerek alkalmazásával nyert eredmények analízise alapján fontos és értékes megállapításra jutott a szerző a pórusos szilícium rétegszerkezetére, továbbá az ionimplantáció által okozott amorfizációra a kristályos szilícium és szilíciumkarbid esetén. A különböző optikai modellek elemzésével módszert dolgozott ki az összetett rétegszerkezetű filmek egyes komponens rétegeinek a meghatározására. A munka eredményei a téma szempontjából jelentősek és további kutatásokat inspirálnak az adott területen. 3. Új tudományos eredmények A szerző az új eredményeit 7 tézispontban foglalja össze. A tézispontokban megfogalmazott eredményeket új tudományos eredménynek ismerem el. A tézispontokat elfogadom, kivéve az 1., a 2.B és a 6. pontokat. Az 1. tézispontnál javasolom az elsőként rész elhagyását, mert nehezen ellenőrizhető. A 2.B pontnál a 2.11.megjegyzés figyelembe vételét. A 6. tézisponthoz kapcsolódóan a dolgozatban bemutatott eredményeket nem tartom elegendőnek ahhoz, hogy önálló tézispontot képezzen. Megállapítható, hogy Lohner Tivadar jelentős új tudományos eredményeket ért el, ezért a nyilvános vita kitűzését és a doktori mű elfogadását javasolom. Budapest, 2012.nov.29. Koós Margit az MTA doktora 5