Doktorsvörn í eðlisfræði - Swetha Suresh Babu

Doktorsefni:
Swetha Suresh Babu

Heiti ritgerðar:
Háaflspúlsuð segulspætun á þungsteini og sirkon jónunarsvæðislíkan

Andmælendur:
Dr. Tomáš Kozák,dósent, University of West Bohemia,
Department of Physics and NTIS -European Centre of Excellence, Pilsen, Tékklandi
Dr. Claudia Lazzaroni, dósent, Université Sorbonne, Paris Nord Frakklandi

Leiðbeinandi:
Dr. Jón Tómas Guðmundsson, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands.

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Daniel Lundin, prófessor við Plasma och ytbeläggningsfysik, Institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM), Háskólanum í Linköping, Svíþjóð.
Dr. Snorri Þorgeir Ingvarsson, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands.

Doktorsvörn stýrir:
Dr. Birgir Hrafnkelsson, prófessor og deildarforseti Raunvísindadeildar HÍ  

Ágrip:
Kvik hegðun rafgass í háaflspúlsuðum segulspætum (HiPIMS) með þungsteins og sirkon skotmörkum eru rannsökuð með því að beita meðalrúmmálslíkani (IRM). Meðalrúmmálslíkanið fangar vel breytingar í þéttleika agna með tíma, sem og orku rafeinda, sem gefur okkur innsýn í helstu kennistærðir afhleðslunnar eins og líkur jónunar og líkur á því að jónir séu dregnar til baka að skotmarkinu, sem og fall í þéttleika vinnugassins. Niðurstöðurnar sýna að fyrir þungsteinsskotmark, að upphafstoppurinn í afhleðslustraumnum er að mestu borinn af argon jónum, og samsetningin breytist síðan í það að þungteins jónir verða ráðandi hleðsluberi síðar í púlsinum. Líkanniðurstöðurnar sýna hvernig þungsteinsjónirnar leggja meira til afhleðslustraumsins þegar spennan á bakskaut afhleðslunnar er aukin, sem í raun eykur strauminn um afhleðsluna, og dregur fram hvernig breyting á jónunar- og bakdráttarlíkum samsvara hækkun í bakskautsspennu. Þegar skotmarkið er þungsteinn þá samanstendur straumurinn um afhleðsluna af bæði argon- og þungsteinsjónum, og argon jónirnar birtast á undan þungsteinsjónunum. Líkanniðurstöðurnar sýna hvernig þungsteinsjónirnar leggja meira til afhleðslustraumsins þegar spennan á bakskaut afhleðslunnar er aukin, sem í raun eykur strauminn um afhleðsluna, og dregur fram hvernig breyting á jónunar- og bakdráttarlíkum samsvara hækkun í bakskautsspennu. Fyrir sirkon skotmark, er um það bil 2/3 af straumnum um afhleðsluna við yfirborð skotmarksins borinn af Ar⁺ jónum á meðan um 1/3 er borinn af Zr⁺ jónum. Með því að beita IRM, sést glögglega mikilvægt hlutverk jónunar argons með árekstri við rafeindir í því að valda þrýstingslækkun vinnugassins, í þessum afhleðslum, einkum við lágan gasþrýsting og háan straumþéttleika. Fyrir HiPIMS afhleðslur með bæði þungsteins og sirkon skotmörk, er verulegt framlag til straums um afhleðslunnar frá bæði argon og málmjónum. Þetta þýðir að bæði þungsteins og sirkon afhleðslur gera út á bæði endurvinnslu jóna vinnugassins og jóna sjálf-spætunar.

Um doktorsefnið:
Swetha var fædd á Indlandi og lauk meistaranámi í eðlisfræði frá Central University of Tamil Nadu (CUTN) á Indlandi, 2018, sem og Master of Philosophy í eðlisfræði frá Madras Christian College (MCC), Indlandi, 2019. Rannsóknir hennar, sem hluti af báðum meistaraprófunum fjallaði um beinaígræðslu sem fólst í að húða títanmelmis ígræðlinga með beinlími og greina þá til að auka samhæfanleika og frammistöðu. Hún aflaði sér dýrmætrar rannsóknarreynslu með starfsnámi við Physical Research Laboratory (PRL) í Ahmedabad - Indian Space Research Organisation (ISRO). Hún hóf doktorsnám við Háskóla Íslands í febrúar 2020, og kemur framlag hennar til vísindasamfélagsins fram í fjórum ritrýndum greinum. Swetha hefur einnig flutt fyrirlestra og kynnt verkefni á nokkrum alþjóðlegum ráðstefnum.