diplomová práce

Depozice Ga a GaN nanostruktur na křemíkový a grafenový substrát

Text práce 8.85 MB

Autor práce: Ing. Petr Mareš

Ak. rok: 2013/2014

Vedoucí: Ing. Jindřich Mach, Ph.D.

Oponent: Ing. Alice Hospodková, Ph.D.

Abstrakt:

Tato diplomová práce se zabývá studiem vlastností Ga a GaN nanostruktur na grafenu. Teoretická část této práce popisuje základní vlastnosti grafenu a GaN a problematiku jejich výroby s důrazem na důležitost Ga a GaN pro grafen. Experimentální část této práce se zabývá depozicemi Ga na grafen, který je připravený metodou CVD a přenesen na SiO2. Tyto vzorky jsou studovány pomocí různých metod (XPS, AFM, SEM, Ramanova spektroskopie, EDX). Vlastnosti Ga na povrchu grafenu jsou diskutovány, zejména z hlediska povrchově zesíleného ramanova jevu (SERS). Následně jsou provedeny depozice Ga na exfoliovaný grafen a na grafen na měděné folii. GaN je připraven pomocí nitridace galliových struktur na grafenu. Tento děj je podrobně studován analýzou XPS měření výrazného Ga píku a valenčního pásu grafenu v průběho tohoto děje.

Klíčová slova:

grafen, nitrid gallia, gallium, SERS, nitridace

Termín obhajoby

23.6.2014

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (M2A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (M-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Jindřich Mach, Ph.D.

Student se v rámci diplomové práce aktivně podílel na realizaci experimentů směřujících k  růstu Ga a GaN struktur na grafenový substrát. V rámci diplomové práce byly připraveny ultratenké vrstvy Ga na poly- a monokrystalický CVD grafenový substrát. Struktury byly připravovány užitím efuzní cely a iontového svazku dusíku o nízké energii (E = 50 eV) v UHV podmínkách. Tyto vzniklé ultratenké vrstvy byly studentem analyzovány užitím metod XPS, SEM, EDX, AFM a Ramanovou spektroskopií. Nad rámec práce studen provedl depozici na grafenový substrát připraveny metodou exfoliace. Výsledky budou využity k přípravě a studiu GaN nanostruktur na grafenovém substrátu a budou publikovány v odborném časopise. Práce studenta byla intenzivní, samostatná a přesahovala rámec zadání. Proto lze konstatovat, že student splnil všechny úkoly zadání, projevoval nadměrný zájem o danou problematiku a při práci si počínal snaživě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Alice Hospodková, Ph.D.

Na diplomové práci je vidět, že k ní autor přistupoval s opravdovým zájmem. Téma diplomové práce však zasahovalo širokou škálu technologií a zadané experimentální cíle (3. a 4.) byly velmi náročné a nebylo téměř možné v tak krátkém období je beze zbytku splnit. To poněkud snížilo hodnocení některých bodů jinak velmi kvalitní diplomové práce.
Se šíří tématu si diplomant dobře poradil v rešerši, a splnil tak 1. i 2. cíl práce. Pro experimentální přípravu GaN nanostruktur (3. cíl práce) možná nebyly zvoleny ideální podmínky depozice. O GaN nanodrátech je známo, že vyžadují správnou polaritu růstu ve směru (000-1). Před depozicí je tedy nutné substrát nitridovat. Informaci o tomto technologickém kroku jsem v diplomové práci nenašla. Diplomant se při návrhu experimentu opíral o jedinou práci. Tento náročný úkol vyžadoval preciznější rešerši. V experimentální části práce lze především ocenit podrobné studium depozice Ga na grafenových vrstvách připravených různými způsoby a využití vhodné kombinace experimentálních metod pro charakterizaci vzorků AFM, XPS, EDX a zejména Ramanovy spektroskopie, ze kterých diplomant dokázal správně vyčíst důležité informace o struktuře a složení.
Také 4. cíl práce byl v podstatě splněn. Příprava tenkých vrstev Ga a GaN na grafenu je podle dostupné literatury extrémně nesnadná. Přípravu GaN nitridací Ga kapiček lze považovat za dobrou aproximaci zadaného úkolu.
Co se týče uspořádání diplomové práce, rešeršní a vlastní experimentální práce jsou správně odděleny a vlastní výsledky jsou zřejmé. Pouze v kapitole 1.2.4 jsou výsledky kombinovány zřejmě kvůli nedostatku experimentálních výsledků na nanostrukturách GaN. Názvy kapitol 5.1 a 5.2 jsou téměř identické. Pro snadnější orientaci v práci bych upravila název kapitoly 5.1, protože se zde jedná o depozici Ga na CVD grafen přenesený pomocí PMMA na Si (111) substrát.
Velice oceňuji grafickou úpravu práce i její sepsání v anglickém jazyce.
Diplomant dostatečně prokázal schopnost samostatné práce.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A

Známka navržená oponentem: A