dr hab. inż. Witold Posadowski Wrocław, 2003 r.

Dr hab. inż. Witold Posadowski, prof. PWr.
Zakład Technologii Próżniowych i Plazmowych
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocławska
Wrocław, 31.03. 2015 r.
RECENZJA
rozprawy doktorskiej mgr inż. Bogdana ADAMIAKA
„Zastosowanie wielotargetowego stanowiska do wytwarzania cienkich warstw
metodą rozpylania magnetronowego na przykładzie Cu-Ti”
Otrzymywanie cienkich warstw metodą magnetronowego rozpylania przy obniżonym
ciśnieniu to obecnie jedna z najbardziej popularnych metod wytwarzania pokryć na potrzeby
przemysłowe. Atrakcyjność tego sposobu nanoszenia stale zwiększa się w wyniku stosowania
różnych modyfikacji techniczno-technologicznych procesu. Dzięki temu możliwe jest wdrażanie
nowych opcji technologicznych, pozwalających na prowadzenie bardziej wydajnych, stabilnych i
powtarzalnych procesów osadzania pokryć cienkowarstwowych. Technologia magnetronowa,
właściwie
jako
jedyna,
oferuje
możliwość
nanoszenia
warstw
na
powierzchnie
wielkogabarytowe, co czyni taki sposób pokrywania powierzchni warstwami szczególnie
atrakcyjnym dla przemysłu. Wykorzystanie impulsowego zasilania układów magnetronowych
znacznie poszerzyło pole zastosowań ze względu na zwiększenie niezawodności i wydajności
pokrywania warstwami metali, związków chemicznych oraz różnego rodzaju mieszanin (stopy,
wielowarstwy, kompozyty itp.). W ostatnich latach szczególnie dynamicznie rozwija się metoda
HiPIMS (ang. high power impulse magnetron sputtering), poszerzając pole potencjalnych
aplikacji. Nowe możliwości otwiera z jednej strony modyfikowanie sposobu zasilania, z drugiej
zaś, zmiany w budowie
układów magnetronowych oraz projektowanie kombinowanych
systemów rozpylających. W trend ten wpisuje się również polska myśl techniczna i to zarówno
na polu modyfikacji konstrukcji źródeł magnetronowych oraz w budowie systemów
rozpylających, jak również, w dziedzinie układów zasilających magnetrony (na tym ostatnim
polu wiodącą rolę odgrywa firma DORA z Wrocławia). Powstają oryginalne polskie
opracowania i w ten trend wpisuje się recenzowana praca doktorska.
Przedmiotem badań mgr inż. Bogdana ADAMIAKA jest proces impulsowego rozpylania
magnetronowego, a jego celem jest opracowanie nowatorskiego sposobu sterowania i kontroli
procesu osadzania cienkich warstw wybranych materiałów. W ramach pracy doktorskiej zostaje
opracowana koncepcja laboratoryjnego systemu wielomagnetronowego. System ten ma
umożliwić otrzymywanie warstw Cu-Ti, w szczególności o składzie procentowym (50/50%).
2
Z jednej strony mają powstać warstwy dwuskładnikowe o charakterystycznych właściwościach, z
drugiej zaś ma zostać przetestowany nowy sposób ich otrzymywania w wyniku rozpylania dwóch
materiałów, znacznie różniącymi się parametrami trawienia jonowego. Na marginesie należałoby
zwrócić uwagę, że określenie stosowane przez doktoranta – układ wielotargetowy – jest niezbyt
fortunne, ponieważ w rzeczywistości bada on raczej system wielomagnetronowy. Magnetron
może być wielotargetowy, wówczas gdy w jednej obudowie montowanych jest kilka targetów,
natomiast doktorant zbudował i mierzył charakterystyki systemu z kilkoma źródłami
rozpylającymi - magnetronami. By zrealizować postawiony cel, autor formułuje koncepcje i
założenia do budowy stanowiska wielomagnetronowego, buduje to stanowisko i rozwiązuje,
związane z tym zagadnieniem, problemy technologiczne i techniczne. W efekcie powstaje
system rozpylający (trzy-cztery magnetrony) przystosowany do impulsowego zasilania źródłami
DPS (Dora Power System). Możliwości sterowania poszczególnymi jednostkami zasilającymi
pozwalają na pracę systemu w różnych modach pracy (równoległy, sekwencyjny). Doktorant
testuje i bada charakterystyki elektryczne systemu rozpylającego podczas procesu rozpylania
targetów Cu i Ti. Wskazuje na możliwość otrzymywania warstw wieloskładnikowych o
określonym składzie procentowym, warstw gradientowych (zmienny skład procentowy) oraz
struktur wielowarstwowych, dzięki zadawaniu odpowiednich wartości parametrów układów
zasilających źródła magnetronowe podczas procesu rozpylania. Jak na tak szeroki zakres
programu badawczego, trochę nieadekwatnie został zaproponowany tytuł pracy. Mówienie tylko
o zastosowaniu wielotargetowego układu do otrzymywania warstw Cu-Ti nie odzwierciedla
bogatej treści badań zrealizowanych przez doktoranta. Wobec powyższych zastrzeżeń, wg
recenzenta bardziej właściwe byłoby sformułowanie np. …badanie wielomagnetronowego
impulsowego systemu rozpylającego do nanoszenia warstw wieloskładnikowych – koncepcja,
realizacja, proces technologiczny… .
Rozprawa doktorska mgr inż. Bogdana ADAMIAKA liczy 93 strony, autor przytacza
bogatą literaturę tematu (124 pozycji), z czego (8) to artykuły, w których doktorant jest
współautorem. Doktorant umieszcza w rozprawie listę swoich prac (16), gdzie w 12-u pozycjach
występuje na pierwszym miejscu jako współautor, co świadczy o jego już pewnej naukowej
samodzielności.
Tak jak w każdej pracy doktorskiej, istotnym punktem jest wyeksponowanie tezy pracy
lub jej celu, co często znajduje odzwierciedlenie w odpowiednim rozdziale lub podrozdziale
rozprawy doktorskiej. Zaprezentowanie celu pracy, bo o takiej formie można mówić w wypadku
niniejszej pracy, powinno następować po uprzednim naświetleniu zagadnienia z punktu widzenia
dokonań prezentowanych przez innych badaczy i wyeksponowaniu na tym tle własnych
3
osiągnięć.
W
tym
konkretnym
wypadku
można
by
zatem
wspomnieć
np.
o
wielomagnetronowych systemach rozpylających, za pomocą których otrzymywane są warstwy
nadprzewodzące (np. YBaCuO).
Z pracy wynika, że doktorant brał udział w projektowaniu i wykonywaniu
wielomagnetronowego układu w ramach szerszego zespołu, natomiast oryginalnym aspektem
pracy mgr inż. Bogdana ADAMIAKA jest nie zaprojektowanie i zbudowanie tego systemu, ale
opracowanie koncepcji sterowania tym systemem w celu stworzenia określonych możliwości
technologicznych. Zgodnie z tą koncepcją system rozpylający ma pozwolić na nanoszenie
cienkich warstw o zadanym składzie. Doktorant nie eksponuje wyraźnie tego wątku, a recenzent
odnosi wrażenie, że cel pracy został sformułowany w sposób nieco zakamuflowany.
Przedstawiono go w dość dziwnej formie we wstępie pracy na str.5 w postaci zdania podrzędnie
złożonego, w którym określenia oznaczono punktorami. Wg recenzenta, doktorant przez taki
sposób przedstawienia celu swojej pracy umniejsza jej czytelność i oryginalność. Dla recenzenta
jest to tym bardziej niezrozumiałe, że w kolejnych fragmentach tekstu rozprawy nie nastręcza
większych trudności „wyłowienie” oryginalnych elementów pracy (np. str. 16, 18, 22, 25, 33…).
Rozprawa jest podzielona na pięć głównych rozdziałów, zawierających odpowiednie
podrozdziały. Jest to układ logiczny pozwalający czytającemu na stopniowe zapoznawanie się z
przedmiotem pracy. Tytuły rozdziałów są czasami zbyt rozbudowane, bo np. Opis zbudowanego
wielotargetowego stanowiska do rozpylania magnetronowego (rozdz. 3) można spokojnie
zastąpić np. tytułem Stanowisko wielomagnetronowe.
W kontekście podziału na rozdziały, recenzent sugerowałby właśnie w tym miejscu
wyeksponowanie celu pracy przez umieszczenie dodatkowego rozdziału (po rozdziale 2-im) z
opisem tego celu i wypunktowaniem pierwiastków nowości zagadnienia, oraz właśnie w tym
miejscu zaznaczenie informacji o zgłoszeniu patentowym zaproponowanego sposobu sterowania
procesem rozpylania.
Rozdziały 3-i i 4-y opisują prace własne doktoranta. Przedstawiono najpierw
wielomagnetronowe stanowisko do osadzania cienkich warstw, a następnie analizowane są
charakterystyki procesu osadzania i właściwości Cu-Ti o określonym składzie procentowym.
W rozdziale 3-im opisano stanowisko próżniowe wyposażone w magnetrony oraz sposób
zasilania źródeł rozpylających. Lektura tego rozdziału pozostawia poczucie niedosytu, a czasami
nawet pewnej irytacji. Dla recenzenta kulminacja tego stanu następuje podczas poszukiwania
danych na temat wielkości rozpylanego materiału – targetu (grubość, średnica), jednej z
najbardziej istotnych danych każdego układu rozpylającego. Wprawdzie można zobaczyć te
targety na załączonych zdjęciach, ale domyślanie się ich wymiarów przez porównywanie z
4
innymi elementami pokazanymi na zdjęciu to raczej niezbyt wygodna metoda. Nie ma tej
informacji w opisie stanowiska, nie ma również w rozdziale 4-ym (np. w tabeli 4.5)
poświęconym osadzaniu warstw z targetów Cu-Ti wytworzonych różnymi metodami (spiek CuTi, Cu, Ti). Gdy, podczas wczytywania się w rozprawę, recenzent powoli tracił nadzieję na
poznanie wymiarów stosowanych targetów, w końcu uzyskał tę informację na str. 81 w rozdziale
5-ym - Podsumowanie. Lepiej późno niż wcale, chciałoby się powiedzieć, chociaż brakująca
informacja mogłaby posłużyć wcześniej do określenia np. gęstości mocy (parametr też
potraktowany przez doktoranta po macoszemu) wydzielanej w rozpylanym targecie. To jeden z
najbardziej istotnych parametrów każdego procesu rozpylania. Informacja o mocy wydzielanej w
targecie, bez podania jego powierzchni, to stanowczo za mało, np. 1kW mocy wydzielanej w
targecie o powierzchni ~5cm2 (target o średnicy 30mm) i na powierzchni ~300cm2 (target o
średnicy 200mm) odpowiada odpowiednio gęstościom mocy targetu ~200W/cm2 oraz
~5W/cm2. Są to diametralnie różne wartości, przy których, może np. występować tzw. zjawisko
samopodtrzymującego się rozpylania. Porównywanie warunków pracy magnetronów pracujących
w tak znacznie różniących się warunkach koniecznie wymaga podania informacji o gęstości
mocy wydzielanych w materiale rozpylanym.
Wśród parametrów technologicznych, których nie można znaleźć w rozprawie, jest
również ciśnienie końcowe uzyskiwane w stanowisku próżniowym. Wartość tego ciśnienia
determinuje „czystość” procesu osadzania próżniowego (przy okazji, korzystne byłoby również
podanie na schemacie rys.3.1, w którym miejscu w komorze roboczej była zainstalowana
głowica
próżniomierza).
Obecność
tła
gazowego
(gazów
resztkowych)
to
źródło
niekontrolowanych procesów reaktywnych, które mogą zachodzić podczas rozpylania targetów
Cu i Ti, materiałów „chętnie” (reaktywność) tworzących np. tlenki. Wydaje się, że poziom
gazów resztkowych w komorze roboczej, w której doktorant wykonywał swoje procesy, był dość
wysoki, czego potwierdzeniem była rezystywność warstw metalicznych miedzi oraz tytanu
otrzymywanych w oddzielnych procesach rozpylania jednoskładnikowych targetów. Na str.75
podano wartości rezystywności cienkich warstw Cu i warstw Ti otrzymanych przez doktoranta,
odpowiednio
Cu2×10-5 cm i Ti2×10-3 cm, wobec wartości tego parametru w bryle
wynoszących Cu0.167×10-5 cm i Ti4.2×10-5 cm. Widać stąd, że rezystywności warstw są
odpowiednio o rząd i o prawie trzy rzędy większe w porównaniu z rezystywnością materiałów w
bryle. Doktorant tłumaczy te rozbieżności różną budową krystaliczną, powołując się na
fotografie struktur (rys.4.35; 4.36) i być może w jakimś stopniu ma rację. Wg recenzenta jednak,
jako główną przyczynę należałoby podać obecność „reaktywnego-brudnego” tła gazowego (gazy
resztkowe), którego główny składnik tlen (para wodna) sprzyja tworzeniu się tlenków
5
szczególnie w wypadku warstw tytanu. Patrząc pod tym kątem, podanie wartości ciśnienia
końcowego stanowiska próżniowego, na którym wykonywano eksperymenty jest konieczne, jeśli
chce się jednoznaczne interpretować uzyskane wyniki. Ocena „czystości” atmosfery procesu
rozpylania byłaby pomocna również przy wyjaśnianiu przebiegu charakterystyk szybkości
osadzania warstw Cu i Ti w czasie. Obserwowana na początku procesu większa szybkość
osadzania może efektem np. z procesów trawienia powierzchni materiału rozpylanego jeszcze
nie pokrytego tlenkami pochodzącymi z atmosfery procesu rozpylania. W miarę trwania procesu
rozpylania na powierzchni targetu powstaje coraz grubsza warstwa tlenków, których
współczynniki rozpylania są mniejsze niż czystego metalu i w rezultacie obserwowane jest
zmniejszanie się szybkości nanoszenia warstw.
Niekonsekwentne w rozprawie jest stosowanie różnych jednostek. Na przykład w tabeli
4.2 (str.38) rezystywność podawana jest w [nm], na str. 59 pojawiają się [cm] i
jednocześnie na rys. 4.28a na tej samej stronie doktorant niekonsekwentnie umieszcza z kolei na
osi rzędnych [cm] i powtarza te jednostki na str.75. Zmusza to czytającego do niezbędnych
przeliczeń i niepotrzebnie zakłóca płynne zapoznawanie się z wynikami badań. Podobnego typu
błędy są popełniane przez autora przy podawaniu grubości warstw i szybkości ich osadzania. Na
str.56, rys.4.24, tab. 4.8 grubość warstw jest podawana w [nm], ale szybkość nanoszenia jest już
w [Å/s], a nie konsekwentnie w [nm/s]. W innym miejscu pracy zrezygnowano w ogóle z
podania jednostek na osi rzędnych na rys. 3.20, 3.21, 3.22 (natężenia sygnału optycznego w
czasie trwania procesu rozpylania), co wydaje się niezbyt właściwe, ponieważ przynajmniej brak
jest poziomu odniesienia (wartość zerowa) natężenia sygnału optycznego, co umożliwiłoby
porównywanie sygnałów emitowanych podczas wyładowania jarzeniowego procesów rozpylania.
Innym przykładem braków w opisie jest nie podanie informacji jakiemu stanowi wzbudzenia lub
jonizacji odpowiada dana linia widma emitowanego z wyładowania jarzeniowego (np. rys. 4.21,
4.22). Jest wprawdzie informacja o długości emitowanej fali, ale brak jest danych czy dotyczy to
jonu, czy też cząsteczki wzbudzonej. Relacje między natężeniami linii charakterystycznych dla
jonów i dla wzbudzonych atomów mogłaby dostarczyć danych (przynajmniej jakościowych) o
zwiększaniu
się
lub
zmniejszaniu
stopnia
jonizacji
plazmy
wyładowania.
Pewną
„niedoskonałością” wykresów jest umieszczanie zbyt małych opisów (np. rys. 4.7).
Niestety, zdarzają się również w rozprawie całkowicie mylne określenia, a jako przykład
można podać sformułowanie na str. 19, gdzie autor pisze: …W zastosowanej konstrukcji
stanowiska wielomagnetronowego wykorzystano niezbalanasowany układ magnetyczny, tzn.
wszystkie umieszczone w komorze roboczej magnetrony miały identyczny układ magnesów… .
Abstrahując od faktu, że mówi się raczej o stopniu zbalansowania magnetronu, a nie układu
6
magnetycznego, takie definiowanie stanu zbalansowania magnetronu jest zdecydowanie
niedostateczne.
Stopień
zbalansowania
(czy
też
rozbalansowania)
magnetronu
jest
determinowany wymiarami magnesów i sposobem ich ułożenia w układzie magnetycznym, a w
zdecydowanie mniejszym stopniu wzajemnym położeniem magnetronów (tzw. geometria –
open–field; closed–field magnetron). Stopień zbalansowania magnetronu określa efektywność
ucieczki elektronów wtórnych z obszaru nad targetem, gdzie koncentrowane jest wyładowanie
jarzeniowe i determinowany jest geometrią pola magnetycznego (w szczególności wartością
składowej prostopadłej nad centralnym nabiegunnikiem, tzw. warunek B=0). Nawiasem
mówiąc z miejsca nasuwa się pytanie, w jaki sposób doktorant określał stopień zbalansowania
stosowanych magnetronów, twierdząc tak zdecydowanie, że są one niezbalansowane. Jest to o
tyle istotne, że doktorant przedstawia oryginalną konstrukcję magnetronową, a parametrów tego
źródła nie można nigdzie znaleźć w dostępnej literaturze. W innym miejscu doktorant pisze na
str.19 …Zwiększenie gęstości plazmy nad targetem ma charakter lokalny i jest najbardziej
intensywne w miejscu zakrzywienia linii pola magnetycznego, co prowadzi do intensywniejszego
trawienia targetu właśnie w tym obszarze… – sformułowanie o zakrzywieniu pola
magnetycznego to stanowczo za mało, należy podać, że chodzi o składową równoległą tego pola
B, ponieważ to ona decyduje o intensywności trawienia, równomierności trawienia i wielkości
powierzchni trawienia na materiale rozpylanym.
Opis eksperymentów w rozdziale 5, których celem było otrzymanie warstw Cu-Ti o
składzie 50/50% i tym samym potwierdzenie założeń poczynionych przez doktoranta, to
kwintesencja pracy. Autor osiąga swój cel udowadniając, że poprzez zmiany parametrów
elektrycznych przebiegów zasilających oraz zmiany w geometrii systemu rozpylającego (ilość
źródeł rozpylających – magnetronów) jest możliwe otrzymanie warstw Cu-Ti o żądanym
składzie procentowym podczas procesu jednoczesnego rozpylania z dwóch lub trzech
magnetronów (z targetami Cu i Ti) zasilanych oddzielnie. Autor sugeruje, że jest to rozpylanie
jednoczesne, chociaż analiza przebiegów prądowych w impulsie wskazuje (rys.3.20, 4.30), że w
początkowej fazie wyładowania oba targety są rozpylane jednocześnie, jednak po ustaniu grupy
impulsów zasilających na magnetronie z targetem Cu (czas trwania grupy determinowany
współczynnikiem wypełnienia okresu) – grupa impulsów zasilających target Ti drugiego
magnetronu trwa nadal (czas trwania grupy determinowany współczynnikiem wypełnienia
okresu). Wynikałoby stad zatem, że rozpylania jednoczesne zachodzi tylko wtedy, gdy obie
grupy impulsów zasilają jednocześnie oba magnetrony, natomiast po ustaniu grupy impulsów
zasilających target Cu, przez pewien czas rozpylany jest tylko target Ti, co wskazywałoby na
dość specyficzną sekwencyjność procesu rozpylania. Recenzent zwraca w tym miejscu na pewną
7
precyzję sformułowań w omawianiu zjawisk rozpylania, natomiast rzeczywiście praktycznie
można mówić o jednoczesnym rozpylaniu, ponieważ tak niewielkie odchylenia od
„jednoczesności” procesów nie wpływają raczej na powstawanie niejednorodności w osadzanych
warstwach. Zrealizowanie warunku „czystego” jednoczesnego nanoszenia warstw Cu i Ti
wymagałoby zastosowania zasilaczy DPS o regulowanej amplitudzie impulsu prądowego, a
takich doktorant raczej nie miał w swojej dyspozycji (wg. wiedzy recenzenta firma Dora Power
System nie wyprodukowała jeszcze takich jednostek). Recenzent żałuje tylko, że doktorant nie
wykonał eksperymentów z procesami intencjonalnego, sekwencyjnego nanoszenia wielowarstw,
które byłyby następnie poddawane obróbce termicznej w celu uporządkowania struktury.
Eksperymenty takie można by wykonać przez rozpylanie targetów Cu i Ti z dwóch niezależnie
zasilanych magnetronów na obracające się podłoża lub też przez sekwencyjne włączanie
zasilaczy magnetronów (próby takie wykonano – patrz rys.3.20a – ale jednak eksperymentów z
otrzymywaniem warstw Cu-Ti -50/50% nie zrealizowano). Poprzez zmiany mocy wydzielanych
w targetach i czasów trwania procesów osadzania byłoby to stosunkowo łatwe do zrealizowania.
Z drugiej strony recenzent zdaje sobie sprawę z ograniczeń czasowych realizacji pracy
doktorskiej i ma nadzieję, że takie struktury będą realizowane w dalszych badaniach autora i
grupy badawczej, w której powstała praca doktorska mgr inż. Bogdana ADAMIAKA.
Doktorant analizuje parametry zaproponowanej przez siebie metody otrzymywania
cienkich warstw w kontekście zastosowanego sterowania zasilaniem poszczególnych
magnetronów, stanowiących elementy systemu wielomagnetronowego. O ile merytorycznie czyni
to w wyczerpujący sposób, o tyle opis badań jest nieco chaotyczny, co utrudnia płynne
zapoznawanie się z treścią rozprawy. Recenzent jest pod wrażeniem obszernego programu
badawczego zrealizowanego przez doktoranta, co jednak nie przeszkodziło w dojrzeniu również
mankamentów w stylu pisania ocenianej rozprawy doktorskiej. W szczególności dotyczy to
„chropawego” stylu pisania, na który składają się uproszczenia, niedomówienia, błędne
określenia i żargon techniczny. Według recenzenta np. pisanie o …osadzaniu materiału, który
pierwiastkowo odpowiada materiałowi rozpylanego targetu… (str.11) to raczej dziwne
określenie i swego rodzaju neologizm. W niektórych fragmentach swojej rozprawy doktorant
posługuje się niezbyt precyzyjnymi określeniami. Mówi np. o „…unikatowych właściwościach
otrzymywanych warstw…”,
podczas gdy w pracy trudno znaleźć dowody na to, by takie
stwierdzenie umieszczać. Doktorant nie wyspecyfikował tych unikalnych właściwości na tle
danych podawanych przez innych autorów. Natomiast, wg recenzenta na podkreślenie zasługuje
nowatorskość sterowania procesem osadzania warstw umożliwiająca otrzymywanie struktur
cienkowarstwowych o różnej „architekturze”. W tekście pojawiają się również niezręczności
8
typu: str.5 określenie „…uruchomienie sposobu nanoszenia…”; str. 14 …nanoszenie warstw o
bardzo gładkiej i zdensyfikowanej strukturze…, a może lepiej po polsku warstw o dużej
gęstości?! Niejasne jest stosowanie akronimów, np. dlaczego na str.13 podano dla oznaczenia
zasilacza średniej częstotliwości akronimu HF skoro skrót angielski to odpowiednio: High
Frequency – wysoka częstotliwość (w.cz.). Na tej samej stronie określenie …targety tlenkowe…
sugeruje, że chodzi o targety wykonane z materiałów dielektrycznych, a przecież nie wszystkie
tlenki są dielektryczne (np. tlenki cynku, tlenki indu). Definiowanie współczynnika wypełnienia
na str.24 …na potrzeby niniejszej pracy… nie jest konieczne, ponieważ jest to standardowy
parametr zasilaczy PWM (Pulse Width Modulation), w których modulacja szerokości impulsu
pozwala na sterowania mocą zasilania urządzeń elektrycznych i współczynnik ten jest
definiowany jako procentowy udział czasu włączenia zasilania tzw. duty cycle do okresu trwania
cyklu. W jeszcze innym miejscu autor rozprawy podaje wartości współczynników rozpylania Ti
i Cu (str. 38, tab.4.2), opisując je jako współczynniki rozpylania magnetronowego. Skąd takie
określenie, przecież współczynniki te wynikają jedynie z właściwości danego materiału (np.
struktura) oraz energii jonów bombardujących materiał rozpylany, a rodzaj rozpylania nie jest
tutaj istotny. Należałoby raczej podać przy jakich energiach
jonów bombardujących dany
materiał otrzymano wartości współczynników rozpylania zaprezentowanie w tab.4.2. Autor od
czasu do czasu używa kolokwializmów typu, str.34 …wytworzenie takiej cienkiej warstwy o z
góry założonych wzajemnych proporcjach obu tych materiałów nie jest łatwe…, w sumie
wiadomo o co chodzi, ale w pracy naukowej należałoby się wystrzegać tego typu zawiłej
stylistyki.
Przy tak bogatym programie naukowo-badawczym doktorant nie mógł uniknąć
nieścisłości, niedopowiedzeń i pewnych niezręczności w prezentowaniu przedmiotu pracy
doktorskiej i pod tym kątem należałoby zweryfikować styl ewentualnych artykułów
publikowanych w przyszłości. Wspomniane niejasności i inne nie przedstawione w tej recenzji
recenzent omówił z doktorantem podczas bezpośredniej dyskusji.
Doktorant, chcąc potwierdzić przyjęte założenia, wykonuje szereg badań strukturalnych
naniesionych warstw. Szuka i znajduje potwierdzenie słuszności drogi, którą wybrał dla
otrzymania warstw Cu-Ti o składzie 50/50%. Potwierdza tym samym osiągniecie celu pracy.
Pozytywną stroną rozprawy jest kompleksowe rozwiązanie problemu technologicznego
nanoszenia warstw wieloskładnikowych o żądanym składzie procentowym. Praca doktoranta
wpisuje się w ogólny trend panujący w tej dziedzinie, zgodnie z którym rozwiązanie problemu to
nie tylko poznanie i optymalizacja procesów osadzania warstw w różnych warunkach
technologicznych, ale również podkreślenie roli układów zasilających urządzenia rozpylające.
9
Efektem takiego podejścia jest pojawianie się na konferencjach naukowych, obok wystąpień
czysto technologicznych, również posterów i wykładów na temat konstrukcji i optymalizacji
układów zasilających te urządzenia. Mimo, że podczas opracowania rozprawy mgr inż. Bogdan
ADAMIAK nie uniknął
pozytywnego
odbioru
pewnych niezręczności stylistycznych, jednak nie umniejszają one
merytorycznej
zawartości
pracy.
Zastosowanie
układu
wielomagnetronowego jest rozwiązaniem standardowym, ale sposób sterowania praca
poszczególnych magnetronów to element nowości. Otrzymanie warstw o żądanym składzie
procentowym, jako efekt rozpylania pierwiastków o tak różnych parametrach materiałowych, to
potwierdzenie słuszności opracowanej przez doktoranta koncepcji sterowania procesem
rozpylania. Jeżeli to tego dodać, że system zasilający magnetrony bazuje na jednostce DPS, która
sama w sobie jest oryginalnym polskim rozwiązaniem konstrukcyjnym zasilacza impulsowego,
wówczas nie sprawia trudności wyeksponowanie elementów nowatorskich w rozprawie mgra
inż. Bogdana ADAMIAKA. Wg recenzenta doktorant „wkracza” na pole niestandardowych
zastosowań procesów rozpylania impulsowego. Zasilanie magnetronów impulsami otwiera nowe
możliwości technologiczne związane z narastaniem i zanikaniem impulsów, czyli tym samym z
inicjacją i zanikaniem zjawisk trawienia jonowego rozpylanych materiałów. Pionierskie prace w
tym zakresie rozpoczęli inż. Jerzy Dora i prof. Bogdan Wendler (Politechnika Łódzka) w wyniku
stosowania, obok elektrycznego zasilania impulsowego, również impulsowego wstrzykiwania
gazu roboczego w celu inicjacji wyładowania jarzeniowego magnetronu. W świetle tych badań,
kontynuowanie prac prowadzonych przez mgr inż. Bogdana ADAMIAKA wydaje się być jak
najbardziej wskazane.
Podsumowując, uważam rozprawę doktorską mgr inż. Bogdana ADAMIAKA za
spełniającą wymagania Ustawy o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i
tytule w zakresie sztuki z dnia 14 marca 2003 r. i wnoszę o dopuszczenie jej do publicznej
obrony.
Dr hab. inż. Witold Posadowski, prof. PWr.