dizertační práce

Dielektrické vlastnosti tenkých vrstev oxidů niobu a tantalu

Text práce 3.21 MB Příloha 11.57 kB Teze 2.08 MB

Autor práce: Ing. Inas Faisel Abuetwirat, Ph.D.

Ak. rok: 2014/2015

Vedoucí: doc. Ing. Karel Liedermann, CSc.

Oponenti: prof. RNDr. Zdeněk Chobola, CSc., doc. Ing. Jaroslav Lelák, CSc.

Abstrakt:

Dielektrická relaxační spektroskopie je jednou z užitečných metod pro studium molekulární dynamiky materiálů. Díky nedávnému pokroku v přístrojové a měřicí technice je dnes možné získat dielektrické spektrum v širokém frekvenčním intervalu a pro velice rozdílné materiály.

Cílem mé práce bylo studium dielektrických relaxačních spekter a vodivosti oxidů titanu, niobu, tantalu, lanthanu a hafnia pro katody pracující na principu studené emise. Cílem výzkumu bylo analyzovat frekvenční a teplotní chování těchto oxidů, včetně jejich vodivosti, v širokém frekvenčním a teplotním rozsahu, a pokusit se stanovit původ relaxačního mechanismu. Vzhledem k tomu, že původně zadaný rozsah oxidů byl dosti široký, soustředila se pozornost pouze na oxidy tantalu a niobu, rovněž s ohledem na jejich aplikace v elektrolytických kondenzátorech.

Elektrické, tepelné a mechanické (při zpracování) vlastnosti oxidů tantalu a niobu jsou dnes již dobře prozkoumány. K dispozici je však jen málo poznatků o jejich dielektrických relaxačních mechanismech.
Výsledky získané pro Ta2O5 ukazují existence relaxačního maxima, nacházejícího se v experimentálně dostupném teplotním a frekvenčním intervalu 187 K – 385 K a 1 Hz – 10 MHz. Frekvence ztrátového maxima se řídí Arrheniovým zákonem s aktivační energií 0.048 eV. Ve vodivostních spektrech vykazují tenké vrstvy Ta2O5 na nízkých frekvencích ustálenou hodnotu a při vysokých frekvencích monotónní nárůst, který závisí na teplotě. Pozorovanou vodivost lze popsat mocninnou funkcí s exponentem nepatrně větším než jedna (tzv. superlineární závislost).

Výsledky získané pro Nb2O5 v podobné teplotní a frekvenční oblasti, 218 K – 373 K, 1 Hz – 1 MHz rovněž ukazují jedno relaxační maximum. Frekvence ztrátového maxima se opět řídí Arrheniovým zákonem s poněkud vyšší aktivační energií 0.055 eV. Niobové kondenzátory vykazují vodivostní mechanismus shodný s kondenzátory tantalovými.

Klíčová slova:

Dielektrická spektroskopie, dielektrická relaxace, dielektrická spektra, elektrická vodivost, oxid tantalu, oxid niobu.

Termín obhajoby

17.12.2014

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaPznamka

Průběh obhajoby

Předložená disertační práce se věnuje aktuálnímu tématu – studiu dielektrických vlastností tenkých vrstev tantalu a oxidu niobu vhodných pro elektrolytické kondenzátory. Doktorandka prezentovala současný stav problematiky dielektrické relaxační spektroskopie, cíle práce a zejména vlastní přínos ke studovanému tématu. Doktorandka zodpověděla v rozpravě řadu dotazů týkajících se navržené metodiky a směrů dalšího výzkumu kvalitních tenkých vrstev pro elektrolytické kondenzátory. Komise konstatovala, že obhajoba proběhla úspěšně, a že výsledky disertace by mohly být přínosné pro další rozvoj oboru.

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní obor

Physical Electronics and Nanotechnology (PKA-FEN)

Složení komise

prof. RNDr. Pavel Tománek, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc. (člen)
prof. Ing. RNDr. Josef Šikula, DrSc. (člen)
doc. RNDr. Pavel Moravec, CSc. (člen)
prof. Ing. Karel Hájek, CSc. (člen)
Ing. Petr Jákl, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Lelák, CSc. - oponent (člen)
prof. RNDr. Zdeněk Chobola, CSc. - oponent (člen)

viiz posudek ve formátu pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 101.3 kB

viiz posudek ve formátu pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 1.75 MB