Ústav výskumu progresívnych technológií (ATRI - Advanced Technologies Research Institute) bol založený v r. 2013 a je zameraný predovšetkým na materiálové inžinierstvo v oblasti tenkých vrstiev, syntézy nových materiálov pomocou fyzikálnych techník (iónových a plazmových technológií) ako aj počítačové modelovanie materiálov a štruktúr a výskum radiačného poškodenia. Taktiež poskytuje vysokocitlivú analýzu chemického zloženia vrátane ľahkých prvkov a vodíka. V komerčnej oblasti je zameraný predovšetkým na vysokoenergerickú iónovú implantáciu pre polovodičový priemysel vrátane testovacích a experimentálnych sérií.
6 MV
urýchľovací systém poskytuje iónové zväzky širokej palety prvkov (od H po U, s
výnimkou inertných plynov ťažších ako He). Slúži na analýzu pomocou iónového
zväzku (IBA) a na iónovú implantáciu. Umožňuje vysoko citlivú analýzu prvkového
zloženia (v závislosti od vzorky až po úroveň ppm), simuláciu radiačného
poškodenia (jadrové materiály, elektronika pre kozmické aplikácie), iónmi
indukované fázové premeny a vysokoenergetickú iónovú implantáciu (dopovanie aj
defect engineering). Urýchľovač je tiež schopný vytvárať rádioizotopy,
napríklad pre potreby merania nanoopotrebenia alebo rádioznačkovače (tracers).
Komora pre
iónovú implantáciu a ožarovanie – veľkosť substrátu a podmienky:
Substrát s
maximálnym priemerom do D = 100 mm môže byť ohrievaný do 500 °C alebo chladený
tekutým dusíkom na −196 °C. Substrát s maximálnym priemerom do D = 40 mm môže
byť umiestnený na vodou chladený držiak alebo na ohrievač s teplotou do 1000
°C.
V tejto komore
je možné realizovať experimenty in situ aj in operando (napr. na elektronických
súčiastkach) a rovnako je možné zabezpečiť bezprašné prostredie triedy ISO 5.
Analýza pomocou
iónového zväzku – dostupné techniky:
a) Rutherford
Backscattering Spectrometry (RBS)
b) Particle
Induced X-ray Emission (PIXE)
c) Elastic
Recoil Detection Analysis (ERDA)
d) Nuclear
Reaction Analysis (NRA)
Požiadavky na
vzorky:
Ideálne sú platničky s rozmermi 10 × 10 cm², je
však možné analyzovať aj iné rozmery a hrúbky – maximálny rozmer závisí od
použitej techniky (pre ERDA je max. rozmer D = 100 mm). Materiál musí byť
dostatočne kompaktný a nesmie sa rozkladať vo vákuu. Úprava a príprava vzorky
na meranie je potrebné dohodnúť vopred.
Iónový implantátor s urýchľovacím napätím 500 kV poskytuje iónové zväzky prakticky všetkých chemických prvkov až do intenzity 2 mA (s výnimkou deutéria a syntetických rádionuklidov – v prípade požiadavky na takýto zväzok je nutné samostatné povolenie UVZ SR). K dispozícii sú dve implantačné komory. Veľkosť substrátu a podmienky implantácie/ožarovania: • Max. priemer D = 100 mm – ohrev do 500 °C alebo chladenie tekutým dusíkom na −196 °C • Max. priemer D = 40 mm – ohrievač do 1000 °C • Max. priemer D = 200 mm – vodou chladený držiak Možnosť realizácie experimentov in situ aj in operando (napr. na elektronických súčiastkach). Možnosť zabezpečenia bezprašného prostredia triedy ISO 5.
Riadkovací elektrónový mikroskop s fokusovaným iónovým zväzkom. Mikroskop s termoemisnou katódou umožňuje pozorovanie vzoriek v skenovacom režime s ultra-vysokým rozlíšením a nano-obrábanie materiálov fokusovaným iónovým zväzkom (FIB) gália. Režim nízkeho vákua je vhodný na analýzu slabo vodivých/nevodivých vzoriek bez pokovania. Trojšošovkový objektívový systém, TriLens™, umožňuje režim imerzného zobrazovania s ultra vysokým rozlíšením (UHR) a vysokovýkonný analytický režim. Schottkyho emisná katoda je schopná generovať prúdy zväzku až do 400 nA s rýchlymi zmenami energie zaručujúci vynikajúci signál pre všetky mikroanalytické aplikácie. Okrem detektoru sekundárnych elektrónov (SE) a výsuvného detektoru odrazených elektrónov (BSE) sú k dispozícii pre pozorovanie In-beam SE, BSE a mid-angle BSE detektory. EDS analyzátor ULTIM MAX od Oxfrod Instruments umožňuje kvantitatívnu a kvalitatívnu prvkovú analýzu a mapovanie rozloženia prvkov vo vzorke od bóru vyššie.Ga FIB stĺpec s optimalizovanou iónovou optikou poskytuje rozlíšenie <2.5nm pri 30kV a vynikajúci výkon pre opracovávanie vzoriek. Mikroskop je vybavený s nanomanipulátorom a systémom vstrekovania plynu OptiGISTM s Pt plynovým prekurzorom. Simultánne zobrazovanie SEM počas FIB obrábania je ideálne na prípravu lamiel TEMPrevádzkové napätie:SEM: 50V-30kVFIB: 500V -30kVMaximálne rozmery vzorky (pri plnom rozsahu XY pohyboch a rotácii):Priemer: 180mmVýška: 90 mmHmotnosť: 1000g
Zariadenie magnetrónového naprašovania disponuje možnosťou prípravy funkčných tenkých vrstviev s hrúbkou od desiatok nanometrov po desiatky mikrometrov. Dve vákuové komory s DC a RF napájaním zabezpečujú prípravu od čistých kovov po komplexné zlúčeniny vďaka trom zdrojom materiálu v každej z komôr s presným ladením parametrov k dosiahnutiu zmien štruktúrnych, chemických, optických alebo mechanických vlastností. Rozmer vzoriek do priemeru 10 cm, objemové vzorky po konzultácii.
Metóda umožňuje detailnú analýzu povrchu. Okrem elementárnú analýzy je možné určiť chemickú informáciu materiálu na základe chemických posunov z energií fotoelektrónov. Tie nesú informáciu o oxidačnom čísle atómov v každej zlúčenine. Metóda je povrchovo citlivá a veľkosť a charakter vzoriek je obmedzený rozmerom (do 5x5cm) a vhodnosťou do veľmi vysokého vákua.Sample text. Click to select the Text Element.
Metóda predstavuje moderné analytické zariadenie umožňujúce korelované merania topografie a chemického zloženia vzorky. AFM poskytuje detailný obraz povrchu s nanometrovým rozlíšením na základe interakcií medzi ostrým hrotom a povrchom materiálu. Ramanovský spektrometer zároveň umožňuje identifikovať chemické väzby a fázy prostredníctvom analýzy rozptylu svetla. Spojenie týchto techník prináša výhodu simultánneho zobrazenia morfologických aj chemických vlastností tej istej oblasti.Sample text. Click to select the Text Element.
je analytická technika využívajúca iónový zväzok určená na detailnú charakterizáciu zloženia vzoriek. Umožňuje detekciu prvkov periodickej tabuľky od vodíka po urán s detekčným limitom až 0,02 at.% do hĺbky približne 500 nm. Vďaka princípu merania doby letu a energie vyrazených atómov dokáže vytvárať presné hĺbkové profily prvkového zloženia, vrátane jednotlivých izotopov daných prvkov. ToF-ERDA sa vyznačuje mimoriadnou presnosťou kvantitatívnej analýzy, ktorá zaručuje spoľahlivé výsledky aj pri stopových koncentráciách. Sample text. Click to select the Text Element.