Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Structural and optical properties of aluminium nitride thin films fabricated using pulsed laser deposition and dc magnetron sputtering on various substrates

Virt Ihor, Potera Piotr, Wisz Grzegorz, Dziedzic Andrzej, Cieniek Bogumił, Lopatynskyi Ivan, Frugynskyi Marian

Advances in Materials Science

|

2024

|

Vol. 24, nr 1(79)

5--16

EN

Aluminium nitride thin films were fabricated using pulsed laser deposition and DC magnetron sputtering. Different technological parameters and the effects of different substrates on the optical and structural parameters of AlN samples were studied. An X-ray diffraction study was performed for the layer deposited on the Si3N4 substrate. A high-energy electron diffraction study was also carried out for the layer deposited on a KCl substrate. Transmission spectra of layers on quartz, sapphire, and glass substrates were obtained. An evaluation of the optical band gap of the obtained layers was carried out (Eg form 3.81 to 5.81 eV) and the refractive index was calculated (2.58). The relative density of the film (N1TN-AlN sample) is 1.26 and was calculated using the Lorentz-Lorentz relationship. Layers of aluminium nitride show an amorphous character with a polycrystalline region. It was shown that the properties of AlN films strongly depend on the method, growth conditions, and substrate used.

2

Ablation of single-crystalline cesium iodide by extreme ultraviolet capillary-discharge laser

Wild Jan, Pira Peter, Burian Tomas, Vysin Ludek, Juha Libor, Zelinger Zdenek, Danis Stanislav, Nehasil Vaclav, Rafaj Zdenek, Nevrly Vaclav, Dostal Michal, Bitala Petr, Kudrna Pavel, Tichy Milan, Rocca Jorge J.

Nukleonika

|

2020

|

Vol. 65, No. 4

205--210

EN

Extreme ultraviolet (XUV) capillary-discharge lasers (CDLs) are a suitable source for the efficient, clean ablation of ionic crystals, which are obviously difficult to ablate with conventional, long-wavelength lasers. In the present study, a single crystal of cesium iodide (CsI) was irradiated by multiple, focused 1.5-ns pulses of 46.9-nm radiation delivered from a compact XUV-CDL device operated at either 2-Hz or 3-Hz repetition rates. The ablation rates were determined from the depth of the craters produced by the accumulation of laser pulses. Langmuir probes were used to diagnose the plasma plume produced by the focused XUV-CDL beam. Both the electron density and electron temperature were sufficiently high to confirm that ablation was the key process in the observed CsI removal. Moreover, a CsI thin film on MgO substrate was prepared by XUV pulsed laser deposition; a fraction of the film was detected by X-ray photoelectron spectroscopy.

3

Structural Characterization of LaCoO3 Thin Films Grown by Pulsed Laser Deposition

Jędrusik M., Cieniek Ł., Kopia A., Turquat C., Leroux C.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 2

793--797

EN

Thin films of crystallized LaCoO3 were grown on Si substrate by Pulsed Laser Deposition at different temperatures (750°C, 850°C and 1000°C). The structural characterization of the LaCoO3 thin films was done by combining several techniques: Scanning Electron Microscopy (SEM), Atomic Force Microscope (AFM), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Grazing Incidence X-Ray Diffraction (GIXRD). The thin films crystallized in the expected rhombohedral phase whatever the deposition temperature, with an increase of crystallite size from 70 nm at 750°C to 100 nm at 1000°C, and an average thickness of the thin films of less than 200 nm. At 850°C and 1000°C, the thin films are crack-free, and with a lower number of droplets than the film deposited at 750°C. The grains of LaCoO3 film deposited at 850°C are columnar, with a triangular termination. At 1000°C, an intermediate layer of La2 Si2 O7 was observed, indicating diffusion of Si into the deposited film.

4

Perovskite La1-xSrxFeO3 Thin Films Deposited by Laser Ablation Process

Cyza A., Cieniek Ł., Kopia A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

1063--1067

EN

The aim of the research was to investigate the influence of strontium on the structure of thin films La1-xSrxFeO3 (x = 0; 0,1; 0,2). The LaFeO3 and Sr-doped LaFeO3 films were produced by pulsed laser deposition (PLD) on Si (100) substrate using the Nd-YAG (λ = 266 nm) laser. SEM, AFM and XRD methods were used to characterize the structure and morphology of the thin films. X-Ray Diffraction analysis showed only the LaFeO3 phase in the undoped thin film and the La0.9Sr0.1O3 and La0.8Sr0.2O3 phases in thin films doped by Sr. The mean crystallite size, calculated by Williamson-Hall method, was smaller (of the order of 18 nm) in films doped by Sr. SEM analysis showed small droplets in thin films doped by Sr. Highly developed surface layer was observed using the AFM microscope for thin films doped by Sr.

5

Growth and Characterisation of Pulsed-Laser Deposited Tin Thin Films on Cube-Textured Copper at Different Temperatures

Szwachta G., Gajewska M., Kąc S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

1031--1038

EN

High-quality titanium nitride thin films have been grown on a cube-textured copper surface via pulsed laser deposition. The growth of TiN thin films has been very sensitive to pre-treatment procedure and substrate temperature. It is difficult to grow heteroexpitaxial TiN films directly on copper tape due to large differences in lattice constants, thermal expansion coefficients of the two materials as well as polycrystalline structure of substrate. The X-Ray diffraction measurement revealed presence of high peaks belonged to TiN(200) and TiN(111) thin films, depending on used etcher of copper surface. The electron diffraction patterns of TiN(200)/Cu films confirmed the single-crystal nature of the films with cube-on-cube epitaxy. The high-resolution microscopy on our films revealed sharp interfaces between copper and titanium nitride with no presence of interfacial reaction.

6

Optymalizacja struktury cienkich warstw Bi2O3 domieszkowanych Er wytwarzanych techniką PLD

Kąc S., Cieniek Ł., Moskalewicz T.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 6

479--483

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad funkcjonalnymi cienkimi warstwami Bi2O3 domieszkowanymi Er3+, wytworzonymi techniką ablacji laserowej. Eksperyment przeprowadzono z zastosowaniem zoptymalizowanych parametrów procesu PLD, takich jak: energia impulsu, długość fali promieniowania laserowego, temperatura podłoża, atmosfera gazu roboczego i odległość target–substrat. Wnikliwej analizie poddano strukturę, skład chemiczny, skład fazowy oraz morfologię wytworzonych warstw tlenkowych z wykorzystaniem takich technik badawczych, jak: skaningowa mikroskopia elektronowa, mikroskopia sił atomowych, spektroskopia EDS oraz rentgenowska analiza fazowa. W ramach badań przeprowadzono również pomiary grubości, nanotwardości i przyczepności warstw Bi2O3 domieszkowanych Er3+ do monokrystalicznego podłoża MgO. Uzyskane w ten sposób wyniki pozwalają stwierdzić, że jest możliwe „przeniesienie” składu stechiometrycznego na odpowiednio przygotowaną powierzchnię z materiału tarczy, a analiza składu fazowego pozwoliła na oszacowanie udziału wysokotemperaturowej fazy δ odpowiedzialnej za zwiększoną przewodność jonową. Analiza otrzymanych wyników pozwala na precyzyjny dobór optymalnych parametrów procesu PLD do wytwarzania cienkich warstw Bi2O3 z domieszką Er3+ stabilizującą fazę δ w niższej temperaturze.

EN

In this paper we present the results of research made for functional Er3+ doped Bi2O3 thin films, produced by the laser ablation technique. The experiment was performed using the optimized PLD process parameters, such as single pulse energy, laser radiation wavelength, the substrate temperature, the pressure of the working gas and the target–substrate distance. Thorough analyses of the structure, chemical and phase composition and morphology of oxide thin films were carried out using research techniques as follows: scanning electron microscopy, atomic force microscopy, EDS spectroscopy and X-ray phase analysis. The study of thickness measurements, nanohardness and adhesion of Er3+ doped Bi2O3 thin films for the single crystal MgO substrate were also performed. Thus obtained results allow to conclude that it is possible to „transfer” the stoichiometric composition of the target material to the prepared substrate and the XRD phase composition investigation revealed the presence of the high-temperature δ-Bi2O3 phase responsible for the increased ionic conductivity. Analysis of these results allows a precise selection of the optimal PLD process parameters for the preparation of high quality Er3+ doped Bi2O3 thin films stabilizing δ phase at lower temperature.

7

Deposition Of Oxide And Intermetallic Thin Films By Pulsed Laser (PLD) And Electron Beam (PED) Methods

Kusiński J., Kopia A., Cieniek Ł., Kąc S., Radziszewska A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2173--2182

EN

In this work the pulsed laser deposition (PLD) and the pulsed electron beam deposition (PED) techniques were used for fabrication of Mo-Bi2O3, La1-xSrxCoO3, La1-xCaxCoO3 and Al-Mg thin films. An influence of ablation process basic parameters on the coatings structure and properties was discussed. Two types of laser ablation systems were applied: one equipped with a KrF excimer and second with a Q-switched Nd:YAG. Films were deposited on Si and MgO substrates. Scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy, atomic force microscopy (AFM) as well as X-ray diffraction (XRD) were used for structural analysis. Investigations focused on structure and chemical composition showed that smooth and dense thin films with nanocrystalline structure, preserving the composition of the bulk target, could be obtained by the both PLD and PED techniques. Research study showed that by a proper selection of PLD and PED process parameters it was possible to deposit films with significantly decreased amount and size of undesirably nanoparticulates.

PL

Osadzanie laserem impulsowym (PLD) oraz osadzanie impulsową wiązka elektronową (PED) wykorzystane zostało do wytwarzania cienkich filmów typu: Mo-Bi2O3, La1-xSrxCoO3, La1-xCaxCoO3 and Al-Mg oraz Al-Mg. Dyskutowano wpływ podstawowych parametrów procesu ablacji na strukturę i właściwości uzyskiwanych powłok. Wykorzystane zostały dwa typy systemów do ablacji; jeden z ekscymerowym laserem KrF i drugi na bazie lasera Nd:YAG z modulatorem dobroci (Q-Switch). Filmy osadzano na podłożu Si i MgO. Skaningowa (SEM) i transmisyjna (TEM) mikroskopia elektronowa, mikroskopia sił atomowych (AFM), oraz dyfrakcja rentgenowska (XRD) wykorzystana została do analizy strukturalnej. Badania skoncentrowane na strukturze i składzie chemicznym wykazały jednorodną i zwartą budowę cienkich nanokrystalicznych filmów uzyskanych metodami PLD i PED utrzymujących skład odparowywanych tarcz. Wykazano doświadczalnie, że odpowiednie dobranie parametrów procesu pozwala otrzymywać filmy o istotnym zminimalizowaniu ilości i wymiarów niekorzystnych nanocząstek w powłoce.

8

Badanie właściwości elektrokatalitycznych wielowarstwowych struktur typu Pt/Pd dla niskotemperaturowych, polimerowych ogniw paliwowych

Budner B., Mróz W., Piela P., Tokarz W., Korwin-Pawłowski M.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 5

361--366

PL

Struktury bimetaliczne składające się z katalizatora platynowego oraz innego metalu o właściwościach katalitycznych (np. Ru, Co, Pd, Cr, Ir, Ni) są obecnie intensywnie badane pod kątem ich zastosowania w konstrukcji ogniw paliwowych z elektrolitem polimerowym (PEMFC). Szczególną uwagę zwraca się przy tym na poprawę właściwości elektrokatalitycznych struktur bimetalicznych w porównaniu z czystą Pt, wydłużenie czasu pracy ogniwa oraz ograniczenie ilości stosowanej Pt. Układ taki, dzięki efektowi synergii, często wykazuje większą aktywność katalityczną lub ma lepsze parametry użytkowe niż czysta Pt. Na przykład dodatek Ru zmniejsza zatrucie katalizatora tlenkiem węgla (II), dzięki czemu stop Pt-Ru lepiej sprawdza się jako katalizator anodowy w ogniwach zasilanych metanolem lub wodorem zanieczyszczonym CO. W pracy są prezentowane wyniki badań bimetalicznych, wielowarstwowych struktur typu Pt/Pd osadzonych metodą laserowej ablacji laserem impulsowym (PLD) na nanoporowatej powierzchni elektrod wykonanych z tkaniny węglowej ELAT LT2500W (E-Tek). Wielowarstwowe struktury typu Pt/Pd były wytwarzane w warunkach wysokiej próżni przez naprzemienne osadzanie Pt oraz Pd laserem impulsowym typu ArF pracującym na długości fali 193 nm. Właściwości elektrokatalityczne osadzonych struktur wielowarstwowych typu Pt/Pd badano w zespole membrana-elektrody (MEA – Membrane Electrode Assembly) ogniwa paliwowego zasilanego H2 i O2 i porównywane z właściwościami warstw osadzonych z czystej Pt. Wykonane zespoły membrana-elektrody miały warstwy katalityczne o różnych proporcjach masowych Pt do Pd oraz o różnej łącznej masie metali aktywnych. Zaobserwowano silny wpływ proporcji masowej Pt do Pd na wydajność MEA oraz efektywność wykorzystania katalizatora. Największą wydajność miały MEA z warstwami o proporcji masowej Pt do Pd wynoszącej około 3,3. Charakteryzowały się one również ponad dwukrotnym wzrostem efektywności wykorzystania katalizatora bimetalicznego (zdefiniowanej jako moc uzyskiwaną z 1 mg całkowitej masy katalizatora) w porównaniu z warstwami wykonanymi z czystej Pt.

EN

Bimetallic structures consisting of the platinum catalyst and another metal with catalytic properties, such as Ru, Co, Pt, Cr, Ir, Ni, have been recently intensively investigated for applications in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells (PEMFC). Of particular interest is the improvement of the electrocatalytic properties of the bimetallic structure in comparison to Pt, the extension of the operating life of the cell, and the reduction of the amount of Pt used in the cell. Thanks to the synergy effect, a bimetallic system often shows a higher catalytic action or better utility parameters than pure Pt. For instance, Ru reduces the catalyst’s poisoning by carbon (II) oxide. Thanks to this alloy Pt-Ru is an anode catalyst of choice for fuel cells fueled with methanol or CO-containing hydrogen. In this work, results of investigations of bimetallic, multilayer Pt/Pd structures deposited by the PLD technique on the surface of gas diffusion electrodes formed from the nanoporous layer covered carbon cloth ELAT LT2500W (E-Tek) are presented. The Pt/Pd structures were fabricated under high vacuum conditions by consecutive depositions of Pt and Pd layers using a ArF pulse laser at 193 nm wavelength. The electrocatalytic properties of produced Pt/Pd layers were investigated in the Membrane Electrode Assembly (MEA) of a fuel cell supplied with H2 and O2 and compared to the properties of catalytic layers formed by Pt alone. Membrane electrode assemblies were produced with layers having different proportions of Pt to Pd, and different total noble metal mass. A strong relationship between the Pt to Pd ratio and the efficiency of the investigated MEA and the catalyst utilisation was observed. The highest efficiency an MEA with a weight ratio of Pt to Pd of about 3.3 was observed. This MEA also showed a more than double catalyst utilisation (defined as a power produced from 1 mg of catalyst mass) compared to Pt alone.

9

Microstructure of doped Bi2O3 thin ﬁlms deposited by PLD technique

Kąc S., Moskalewicz T.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

295--298

EN

The paper presents the investigation results of Mo doped Bi2O3 thin ﬁlms obtained by PLD technique, using Nd:YAG laser. Bismuth oxide is the material having wide application in the electronic and optical industry. The objective of our investigation is stabilization of high temperature δ phase to lower temperature, which permits widely take advantage of interesting properties of this material (good ion conductivity, changing conductivity with temperature). The Mo concentration and process parameters inﬂuence on the coating microstructure and properties were studied. The laser energy, the substrate temperature and the oxygen pressure in the vacuum chamber during deposition by PLD process inﬂuence strongly the chemical composition and morphology of deposited ﬁlms. The SEM, TEM, EDS and XRD investigation results of the films microstructure are presented in the paper. The results of investigations carried out indicate that it is possible to transfer stoichiometric composition of Mo doped Bi2O3 from target to substrate. In deposited thin ﬁlms high temperature δ-Bi2O3 phase at room temperature was obtained.

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań cienkich warstw domieszkowanego molibdenem tlenku bizmutu wytwarzanych techniką ablacji laserowej (PLD) z wykorzystaniem lasera impulsowego Nd:YAG. Tlenek bizmutu to materiał szeroko stosowany w przemyśle elektronicznym i optyce. Celem przeprowadzonych badań jest stabilizacja wysokotemperaturowej fazy δ do niższej temperatury, co pozwoli lepiej wykorzystać interesujące własności tego materiału (dobre przewodnictwo jonowe, zmianę przewodności elektrycznej z temperaturą). W pracy badano wpływ koncentracji Mo i parametrów procesu PLD na mikrostrukturę i własności cienkich warstw tlenku bizmutu. Energia wiązki lasera, temperatura podłoża i ciśnienie tlenu w komorze reakcyjnej podczas procesu PLD istotnie wpływają na skład chemiczny i morfologię wytwarzanych warstw. W pracy są prezentowane wyniki badań cienkich warstw za pomocą SEM, TEM, EDS i XRD. Wyniki przeprowadzonych badań wykazują, że jest możliwe stechiometryczne przenoszenie domieszkowanego Mo tlenku bizmutu z odparowanej wiązką lasera tarczy na podłoże. W wytworzonych cienkich warstwach otrzymano wysokotemperaturową fazę δ-Bi2O3 w temperaturze otoczenia.

10

Cienkie warstwy LaCoO3 na bazie perowskitu wykonane metodą ablacji laserowej

Szelc J., Kopia A., Cieniek Ł.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

903--906

PL

W pracy przedstawiono wyniki badan wpływu parametrów procesu ablacji laserowej (gęstość energii wiązki, długość fali promieniowania laserowego, temperatura podłoża) na mikrostrukturę wytworzonych cienkich warstw. Mikrostrukturę otrzymanych warstw analizowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), mikroskopu sił atomowych (AFM) oraz dyfrakcyjnej, rentgenowskiej analizy fazowej (XRD). Analiza rentgenowska wykazała brak zmian składu fazowego w tarczy przed i po procesie ablacji laserowej. W warstwach wytworzonych w temperaturze T = 600°C uzyskano uprzywilejowany kierunek wzrostu (110). Wyznaczona średnia wielkość krystalitów dla warstw LaCoO3-KrF-600 wynosiła 30 nm, a dla warstw LaCoO3-Nd-Yag-600 wynosiła 20 nm. Ponadto na stopień rozwinięcia powierzchni oraz brak wad powierzchniowych duży wpływ ma rodzaj zastosowanego lasera. Warstwy wolne od kropel i o rozwiniętej powierzchni otrzymano z zastosowaniem lasera ekscymerowego.

EN

This paper presents the results of the influence of laser ablation process parameters (energy density of the beam, the wavelength of the laser radiation, substrate temperature). The microstructure of the thin films were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) with EDS analysis, atomic force microscopy (AfM), and x-ray phase analysis (XRD). X-ray analysis showed no change in the phase composition of the target after the laser ablation process. The layers deposited at T = 600°C was obtained with preferential direction of growth (110). The crystals size of LaCoO3-KrF-600 thin films was 30 nm and for LaCoO3-Nd-Yag-600 thin films was 20 nm. In addition on the extend of surface development and defects on the surface influence the type of the laser. The thin films free of the drops and with good development surface was obtained using excimer lase.

11

Characterization of Al-Mg thin film deposited using pulsed laser deposition technique

Radziszewska A., Moskalewicz T.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 3

192--195

EN

This paper presents the morphology, microstructure (observed by SEM, TEM) and chemical composition (EDS) of the thin Al-Mg ﬁlm deposited using pulsed laser deposition (PLD) technique at room substrate tempera- ture, namely Ts =25°C, laser wavelength λ= 1064 nm and laser fluence q = 13.8 J/cm2. The scanning electron microscopy observations revealed the appearance of many dropfets with diameters 1÷15 um on ﬁlm. Whereas, the EDS analysis showed incongruent transfer of the chemical composition of the target onto the thin film. The thickness of thin ﬁlm was equal to 1 um. This thin ﬁlm was characterized by nanocrystalline microstructure. However, there also appeared columnar Al crystals and characteristic “V shaped” crystals. It was found that the following phases were appeared in different areas of the thin layers: Al3OMg23, Al65Mg35 and Al.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury cienkich warstw Al-Mg otrzymanych przez osadzanie laserem impulsowym (PLD) za pomocą skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej (SEM, TEM). Podczas nakładania warstw stosowano pokojową temperaturę podłoża Ts = 25°C, długość promieniowania laserowego λ = 1064 nm oraz gęstość energii wiązki lasera q = 13,8 J/cm2. Skaningowa mikroskopia elektronowa ujawniła występowanie na powierzchni warstw wielu kropli o średnicy ok. 1÷15 um. Natomiast technika EDS pozwoliła stwierdzić brak stechiometrycznego przenoszenia składu chemicznego tarczy do warstw. Grubość cienkiej warstwy wynosiła ok. 1 um. Warstwa charakteryzowała się nanokrystaliczną mikrostrukturą. Widoczne były również kolumnowe kryształy Al oraz charakterystyczna mikrostruktura występująca w cienkich warstwach, czyli kryształy w kształcie litery ,,V”. W różnych obszarach cienkich warstw obserwowano występowanie następujących faz: Al30Mg23, Al65Mg35 i czystego Al.

12

Strategia dekompozycji ukierunkowana na minimalizację warstw logicznych

Kubica M, Kania D, Opara A

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 12

96-99

PL

Artykuł koncentruje się wokół dekompozycji wielokrotnej i sposobów jej realizacji z wykorzystaniem BDD. Jego celem jest przedstawienie strategii dekompozycji prowadzącej do minimalizacji liczby warstw logicznych. Zaproponowana strategia dekompozycji wykorzystuje dekompozycję wielokrotną pozwalającą na wyszukiwanie w jednym kroku dekompozycji kilku bloków związanych. W artykule przedstawiono wyniki eksperymentów uzyskanych przedstawioną metodą i porównano je z wynikami otrzymanymi wykonując dekompozycję innymi akademickimi narzędziami programowymi.

EN

The article relates to the problem of partition of the combinational circuit between LUT blocks which are included inside the FPGA structure. Decomposition is the mathematical model of such a partition. The authors focus on one of the complex decomposition – multiple decomposition. According to the authors of the article, the strategy based on multiple decomposition should lead to obtain logic structures which have relatively small number of logic levels. Therefore, the main goal of the article is to present a decomposition strategy leading to gain the structures with good dynamic properties. The paper also focuses on the techniques of acquiring multiple decomposition using BDD. Function representation, in the form of BDD, leads to the minimalization of the synthesis time. The article presents the results of the experiments for described decomposition strategy.

13

Wykorzystanie ZnO w charakterze warstw TCL ogniw słonecznych nowej generacji

Sibiński M., Znajdek K., Górski M.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2012

|

Z. 259

33--34

PL

W ciągu ostatnich lat fotowoltaika wkroczyła na drogę bardzo dynamicznego rozwoju co przekłada się na gwałtowny wzrost wielkości produkcji ogniw słonecznych. Jednocześnie rosnący procent rynku stanowią cienkowarstwowe przyrządy nowej generacji o niskiej cenie i elastycznej konstrukcji. Do pełnego wykorzystania ich zalet w tym potencjalnej elastyczności struktury konieczna jest adaptacja odpowiednich transparentnych warstw przewodzących TCL (ang: Transparent Conductive Layers). Do grupy materiałów o potencjalnych korzystnych właściwościach z punktu wykorzystania w roli elektrody transparentnej należą odmiany tlenku cynku. Prezentowana praca jest poświęcona badaniom właściwości cienkich warstw ZnO:Al wytworzonych metodą PLD (ang: Pulsed Laser Deposition) do zastosowań w charterze transparentnej elektrody przewodzącej elastycznych, cienkowarstwowych ogniw słonecznych. Opis technologii wytwarzania jest uzupełniony o wszechstronną analizę parametrów mechanicznych i optoelektronicznych uzyskanych warstw na podłożach elastycznych i sztywnych. Zaprezentowane są modele numeryczne prototypowych konstrukcji ogniw. Przedstawione są również pierwsze wyniki pomiarów eksperymentalnej konstrukcji ogniwa słonecznego wyposażonego w otrzymaną warstwę.

EN

Rapid development of photovoltaics, which may be recently observed, is transferred to a mass-production scale of PV industry. At the same time constant growth of inexpensive thin-film, flexible devices leads to their significant share in the PV market. However, the potential profits of thin film applications are limited by proper technology and materials adaptation. Important element for most of these devices is a transparent electrode made of appropriate Transparent Conductive Layer (TCL). This paper is dedicated to practical investigation of ZnO:Al layer prepared by Pulsed Laser Deposition (PLD) technology as the emitter electrode of thin film solar cells. The production technology description is detailed and supplemented by mechanical and opto-electrical parameters measurements and simulations. Described layer is prepared and examined on traditional and transparent flexible substrates as well. The concepts and first realization of the new cell structure are given.

14

Ocena efektu samopodgrzewania układu PLD w niskich temperaturach

Arnold K., Pająkowski J., Michalak S.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 7

641-643

PL

W pracy opisano zachowanie programowalnego układu PLD po poddaniu go działaniu niskich temperatur, obniżanych do temperatury ciekłego azotu. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, zmierzających do określenia wpływu temperatury i poboru mocy przez wykonaną w technologii CMOS strukturę EE PLD na czasy propagacji zintegrowanych bramek logicznych. Zaprezentowano charakterystyki średniego czasu propagacji pojedynczej bramki w zakresie niskich temperatur i porównano uzyskane wyniki z prognozami, formułowanymi w oparciu o zjawisko samopodgrzewania struktury półprzewodnikowej.

EN

In this paper behavior of a programmable logic device (PLD) in the low temperature range, including temperature of liquid nitrogen, is presented. There are given the results of experiments in which we tried to determine the influence of temperature and power consumption on the propagation delay of integrated logic gates implemented in an EE PLD CMOS structure. The thermal conditions of work resulting from the ambient temperature, clock signal frequency, value of voltage supply and current consumption connected with output loads and switching frequency are discussed. The PLD device properties in the nominal range of ambient temperatures and expected behavior after reducing the temperature are described. The main idea of the circuit for average propagation delay measuring (Fig. 1) and the voltage-current dependence for recommended test output loads (Figs. 2 and 3) are discussed. The test circuit with pull-up resistors for increasing self-heating effect is proposed (Fig. 4). The results for the propagation delay (Fig. 5) and current consumption (Fig. 6) at 1 kHz and 1 MHz switching fre-quency as a function of the temperature changing from -196°C to 20°C are shown. The propagation delay vs. temperature (Figs. 7 and 8) and the current consumption vs. temperature (Fig. 9) for the circuit with external pull-up resistors are presented. The influence of voltage supply value changes on the obtained results is taken into consideration. The results are discussed and compared with expectations.

15

Metoda sprzętowej realizacji programu LD z wykorzystaniem układów FPGA

Mocha J., Kania D.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 1

88-92

PL

W artykule przedstawiono oryginalną metodę sprzętowej realizacji programów sterowania opisanych w języku schematów drabinkowych LD (ang. Ladder Diagram). Zaprezentowaną ideę można wykorzystać do realizacji układów sterowania w strukturach programowalnych FPGA (ang. Field Programmable Gate Array). Szczególny nacisk położono na efektywne wykorzystanie naturalnej współbieżności cechującej język LD. Opracowana metoda wykorzystuje dwa rodzaje grafów: graf następstw oraz graf pierwszeństwa, które są wynikiem analizy programów sterowania opisanych w języku LD. Efektem analizy programu jest struktura układu, który może być bezpośrednio implementowany w strukturach FPGA.

EN

The paper presents an original method of hardware processing of control programs defined in the Ladder Diagram (LD) format. The objective of the method is to process a control program in parallel to a maximum extent, using hardware resources in an FPGA structure. Thanks to this a radical speed-up of program processing is obtained [3]. An important problem is ensuring identicalness of the results generated by the proposed hardware implementation and those generated by a classical PLC processing a control program in a serially-cyclic manner. The methods presented in literature so far either do not ensure such identicalness [4] or are not efficient in terms of resources usage [5, 6]. The proposed approach is presented using a simple example program described in the LD format (Fig. 2). The method exploits the Dependency Graph (DG) concept defined in [7] (Fig. 4). Because of a not natural way of assigning directions to Dependency Graph edges, a new concept of graph was proposed - the Succession Graph (Fig. 5). The Succession Graph does not, however, contain full information about the sequence of networks in the program. So another kind of graph was defined - the Priority Graph (Fig. 7). Basing on the two proposed graphs, one can determine which networks of the program can be processed concurrently and which must be processed sequentially. The result of analysis of the program is a circuit structure which can be directly implemented in an FPGA (Fig. 9). The method presented is a starting point for the future research, concerning efficient implementation of control programs in programmable structures.

16

Charakterystyka mikrostruktury cienkich warstw Al-Mg osadzanych laserem impulsowym z fazy gazowej

Radziszewska A., Moskalewicz T.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 4

254--259

PL

W pracy zamieszczono wyniki badań morfologii i składu chemicznego powierzchni cienkich warstw Al-Mg (SEM, EDS) oraz ich mikrostruktury (TEM) i składu fazowego (dyfrakcja elektronów, XRD). Jako tarczy użyto stopu b-Al2Mg2. Cienkie warstwy wytworzono poprzez osadzanie laserem impulsowym (Nd:YAG) z fazy gazowej (PLD) przy długości fali wiązki lasera l=1 064 nm, gęstości energii wiązki q=13,8 J/cm2 oraz stosując różną temperaturę podłoża (Ts=25 °C i 100 °C). Obserwacje powierzchni warstw, przeprowadzone za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego, wykazały występowanie licznych kropel o wielkości 1÷25 mm. Natomiast badania EDS ujawniły zaburzenie stechiometrii warstw w stosunku do materiału tarczy. Warstwa osadzana przy temperaturze podłoża 25 °C miała grubość ok. 1 mm, natomiast podwyższenie tej temperatury do 100 °C pozwoliło uzyskać grubszą warstwę (ok. 1,6 mm). Warstwy charakteryzowały się występowaniem, w różnych ich obszarach, struktury nanokrystalicznej oraz kryształów kolumnowych aluminium. Identyfikacja fazowa warstw pozwoliła stwierdzić obecność następujących faz: Al30Mg23, Al65Mg35 i Al. Dodatkowo przy powierzchni warstwy osadzonej przy Ts=100 °C ujawniono występowanie tlenku Al26MgO49.

EN

This paper presented the microstructure (SEM, TEM), morphology and chemical composition (EDS) of the b-Al3Mg2 thin films deposited by pulsed laser deposition (PLD) technique under different substrate temperature Ts=25 °C and 100 °C, laser wavelength l=1 064 nm and laser fluence q=13,8 J/cm2. The SEM observations showed the occurrence of many droplets with diameters 1÷25 mm on the films surface. Whereas the EDS analysis revealed not congruent transfer of the chemical composition of the target to the thin films. The thickness of thin films was equal to 1 mm and 1,6 mm for substrate temperature of 25 °C and 100 °C, respectively. These thin films were characterized by nanocrystalline structure as well as also the columnar Al crystals occurred. It was found that in the different areas of the thin films the following phases were appeared: Al30Mg23, Al65Mg35 and Al. Additionally, near the film surface, deposited at Ts=100 °C, the Al26MgO49 oxide was visible.

17

Influence of thin films of bioglass and hydroxyapatite mixture deposited by PLD method on bioactivity of foam titanium implants

Mróz W., Budner B., Załęczny R., Bombalska A., Niedzielski K., Łączka M., Ślósarczyk A., Cholewa-Kowalska K., Douglas T. E. L., Schwarze D.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

148

EN

The introduction of different bioelements into the structure of hydroxyapatite exerts a positive influence on the growth of new bone tissue. One such useful bioelement is silica, which possesses antibacterial properties and also acts as a factor regulating bone mineralization through stimulation of DNA to synthesize osteoblasts. Results of investigations into integration of foam titanium implants (FTI), with rabbit bone are presented. Two groups of implants were investigated: clean titanium implants produced by selective laser melting and FTI coated with a thin film of hydroxyapatite (HA) mixed with 10 wt. % of bioglass (BG) of A2 type (CaO- P2P-SiO2). Analysis of histopathology of implants' integration with bone were performed by staining using the triple chromatographic method of Masson - Goldner, planimetric analysis using the Kruskal - Wallis test, an ANOVA test and microtomography. Application of layers of the type HA+GH showed superior integration with bone than uncoated titanium implants.

18

In vivo application of foam titanium implants with magnesium-doped octacalcium phosphate and hydroxyapatite thin films deposited by PLD method

Mróz W., Budner B., Załęczny R., Prokopiuk A., Niedzielski K., Ślósarczyk A., Douglas T. E. L., Scharze D.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

141

EN

Results of investigations into integration of foam titanium implants (FTI), with rabbit bone are presented. Three groups of implants were examined: clean titanium implants produced by selective laser melting, FTI coated with a thin film of octacalcium phosphate (OCP), doped with 0.6 weight percent of Mg, deposited by pulsed laser deposition (PLD), and FTI with hydroxyapatite (HA) doped with 0.6 wt.% of Mg. Analysis of histopathology of implants' integration with bone were performed by staining using the triple chromatographic method of Masson - Goldner, pla- nimetric analysis using the Kruskal - Wallis test, an ANOVA test and microtomography. The best results were obtained for implants coated with HA, followed by those coated with OCP. Implants from these two groups showed superior integration with bone than uncoated titanium implants.

19

Synteza dwupoziomowych układów kombinacyjnych w programie PKmin

Kokosiński Z., Michalski T.

Czasopismo Techniczne. Automatyka

|

2012

|

R. 109, z. 1-AC

93--113

PL

W artykule przedstawiono nowy program PKmin stanowiący użyteczne narzędzie do syntezy kombinacyjnych układów cyfrowych. Program został skonstruowany na podstawie wyników wieloletnich badań prowadzonych w Politechnice Krakowskiej i może wspierać syntezę dwupoziomowych układów Semi Custom i Full Custom realizowanych na bramkach logicznych, układów dwupoziomowych opartych na PLA, układów wielopoziomowych a także dekompozycję funkcjonalną funkcji logicznych pod kątem implementacji w układach FPGA. Artykuł zawiera wyniki badań porównawczych algorytmów syntezy implementowanych w programie PKmin oraz porównanie efektywności programów PKmin i Espresso w zakresie syntezy układów dwupoziomowych realizowanych na bramkach i PLA.

EN

In this paper a new design tool is presented that is useful in automated synthesis of combinatorial logic. PKmin program is devoted for synthesis of 2-level circuits composed of gates and PLAs, multi-level circuits and a functional decomposition of logical functions for LUT-based logic implementations in FPGA. It has been built on the basis of the research conducted at Cracow University of Technology. In the paper design algorithms implemented in PKmin are mutually compared. Then, an experimental efficiency comparison of gate and PLA-based 2-level synthesis with PKmin and Espresso design tools is reported.

20

Mikrostrukturalna analiza mechanizmów zużycia powłok mono- i wielowarstwowych bazujących na składzie TiN i a-C:H

Major Ł., Kot M., Major B.

Problemy Eksploatacji

|

2011

|

nr 4

19-26

PL

Przedmiotem pracy była analiza mechanizmów zużycia monowarstwowych powłok azotku tytanu (TiN) i amorficznego węgla (a-C-H) i wielowarstwowych powłok bazujących na składzie TiN/a-C-H. Powłoki wytworzone zostały za pomocą techniki ablacji laserowej (PLD- Pulsem Laser Deposition). Materiały zostały poddane dwóm rodzajom testów na zużycie: standardowy test kula-tarcza (na urządzeniu T01) i test statyczny na wciskanie kulistego penetratora z siłą 1N (na urządzeniu micro-combi tester CSM), który symulował ich rzeczywiste warunki pracy w zastosowaniu na elementy pomp wspomagania serca. Diagnostyka mikrostrukturalna powłok przed, jak i po procesie zużycia wykonana została z wykorzystaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) na mikroskopie TECNAI G2 F20 (200 kV FEG). Analiza fazowa i skład chemiczny przeprowadzone zostały za pomocą technik, odpowiednio dyfrakcji elektronowej i spektralnej analizy rentgenowskiej (EDS - Energy Dispersive Spectroscopy). Oddziaływanie siły zewnętrznej podczas procesu zużycia na monowarstwową powłokę TiN spowodowało powstanie pęknięć propagujących się wzdłuż płaszczyzn najgęstszego ułożenia atomów dla struktury regularnej ściennie centrowanej, czyli wzdłuż {111}. Powłoki amorficznego węgla charakteryzowały się wyjątkowo niskim współczynnikiem tarcia (najniższym spośród analizowanych powłok). Zużycie powłok wielowarstwowych różni się od monowarstwowych. Monowarstwy zużywają się gwałtownie. Ideą zastosowania wielowarstw TiN/a-C-H była w większym stopniu możliwość kontrolowania procesów zużycia. Tego typu powłoki zużywają się warstwa po warstwie [1].

EN

Single layered TiN coating was characterized by a columnar structure with a large number of dislocations. a-C: H coating was completely amorphous. Multi-layer TiN/a-C:H coating was built of TiN and a-C:H layers placed in a sequence way. Wear test (ball-on-disc) showed that the multilayer coating was characterized by a low friction coefficient, similar to single-layered a-C:H coating. Cracks in the single TiN coating and in individual TiN layers in the multilayer coating propagated on {111}planes. Thin metal layers in a multilayer coating plastically deformed. Deformation realized at an angle of 45° to the crystallites growth direction. The presence of the metallic phase in the coating increased the energetic cost of propagating crack and the increase of brittle fracture resistance in comparison to single layered TiN coating.