Charakterizace tenkých vrstev slitiny NiTi pomocí laserově ultrazvukových metod

Abstract

Diplomová práce se věnuje charakterizaci epitaxních tenkých vrstev NiTi bezkontaktní spektroskopií s přechodovou mřížkou, která excituje a detekuje povrchové akustické vlny šířící se prostředím. In situ měření během teplotního cyklování potvrdilo vlastnosti martenzitického fázového přechodu a transformační teploty epitaxní vrstvy, a naznačilo přítomnost R-fáze. Úhlová disperze poskytla vstupní data pro Ritzovu-Rayleighovu numerickou metodu pro výpočet elastických konstant, ukazujících na vyšší anizotropii epitaxní vrstvy v martezitické fázi, navzdory tvorbě komplexní mikrostruktury martenzitických variant, v porovnání s monokrystalickým austenitem. Také bylo ukázáno, že poměr tloušťky vrstvy a vlnové délky hraje klíčovou roli ve vytěžení maxima možných informací o měřeném vzorku, jelikož přímo ovlivňuje počet vlnových módů šířících se vrstvou a následný úspěch Ritzovy-Rayleighovy inverze.

The thesis is dedicated to characterization of epitaxial NiTi thin films by non-contact transient grating spectroscopy which excites and detects surface acoustic waves propagating in the media. In situ measurement during thermal cycling confirmed the properties of the martensitic phase transition and the transformation temperatures of the epitaxial film, and suggested a presence of R-phase. Angular dispersion provided input data for Ritz-Rayleigh numerical method for calculation of elastic constants, showing that the epitaxial film is more anisotropic in the martensitic phase, even though it forms a complex microstructure of martensitic variants, compared to the single-crystalline austenite. Also, it was demonstrated that the film thickness to wavelength ratio plays a key role in exctracting maximal available information about the measured sample since it directly affects the number of wave modes propagating in the film and consequent success of the Ritz-Rayleigh inversion.