Structure of thin amorphous materials

Alissa Freilinger

doi:10.25365/thesis.74701

You are here: University of Vienna PHAIDRA Detail o:1915933

Title (eng)

Structure of thin amorphous materials

Parallel title (deu)

Struktur dünner amorpher Materialien

Author

Alissa Freilinger

Advisor

Jani Kotakoski

Assessor

Jani Kotakoski

Abstract (deu)

Wir haben erfolgreich amorphe Kohlenstoff (a-C)-Proben mit Dicken im Bereich von nm und Å durch Magnetron-Sputtern hergestellt. Atomar aufgelöste annular dark-field (ADF) Abbildungen von Monolagen-Patches der Å-dünnen Probe zeigen zufällige Polygone und legen nahe, dass schichtweises Wachstum stattgefunden hat, was auf ein Vorwiegen von 𝑠𝑝 2 -Bindungen hindeutet. Wir führten Fluktuationselektronenmikroskopie (FEM) an a-C-Proben beider Dicken durch. Die Ergebnisse deuten auf eine deutlich kürzere Korrelationslängenskala in der Å-dünnen Probe im Vergleich zur nm-dünnen Probe hin und auf eine graphitähnliche Struktur ohne einen hohen Anteil an hexagonalen Ringen. Wir verglichen unsere Ergebnisse auch mit Ergebnissen, die an Å-dünnen a-C-Proben in kommerziellen "Quantifoil" Transmissionselektronenmikroskop (TEM)-Gittern gefunden wurden, sowie mit simulierten Daten zu aktuellen Strukturmodellen von a-C, die mit unterschiedlichen Depositionsenergien gebildet wurden. Während wir eine näherungsweise Übereinstimmung mit den experimentellen Daten fanden, war die Übereinstimmung mit den Modellen gering. Darüber hinaus wurde begonnen, die Möglichkeit einer Kombination von FEM und Ptychographie zu erforschen, um sowohl globale statistische als auch lokal atomar aufgelöste Informationen zu erhalten, indem als erster Schritt die Robustheit von FEM gegenüber Oversampling gezeigt wurde.

Abstract (eng)

We successfully produced amorphous carbon (a-C) samples of nm and Å thickness by magnetron sputtering. Atomically resolved annular dark-field (ADF) imaging of monolayer patches of the Å-thin sample shows random polygons and suggests layered growth which would lead to predominantly 𝑠𝑝 2 bonding. We performed fluctuation electron microscopy (FEM) on a-C samples with both thicknesses. The results suggest a significantly shorter correlation length scale in the Å-thin sample compared to the nm-thin sample and a graphite-like structure without a high proportion of hexagonal rings. We also compared our results to results obtained on nm-thin a-C found in commercial "Quantifoil" transmission electron microscopy (TEM) grids and to simulated data on recent structural models of a-C formed with different deposition energies. While we found reasonable correspondence with the experimental data, the correspondence with any of the models was at best mediocre. Additionally, combining FEM and ptychography for gaining both global statistical and local atomically resolved information was begun to be explored as a first step showing the robustness of FEM against oversampling.

Keywords (deu)

ElektronenmikroskopieMaterialwissenschaftenNanomaterialien

Keywords (eng)

electron microscopymaterials sciencenanomaterials

Subject (deu)

Festkörperphysik

Subject (deu)

Experimentalphysik

Subject (deu)

Amorpher Zustand. Gläser

Type (deu)

Masterarbeit