diplomová práce

Příprava grafenových vrstev pokrytých Ga atomy a charakterizace jejich elektrických vlastností

Text práce 7.92 MB Příloha 3.06 MB

Autor práce: Ing. Jakub Piastek

Ak. rok: 2014/2015

Vedoucí: Ing. Jindřich Mach, Ph.D.

Oponent: Ing. Alexander Kromka, Ph.D.

Abstrakt:

Tato diplomová práce se zabývá studiem charakterizace elektrických vlastností grafenových vrstev pokrytých Ga atomy. Substráty s elektrickými kontakty byly připraveny laserovou litografií a grafenová vrstva byla připravena pomocí metody chemické depozice z plynné fáze (CVD). Experimentálně byla zkoumán posuv Diracova bodu v závislosti na době depozice atomů galia na povrch grafenu. Byl také zkoumán vliv depozice atomárního vodíku na povrch grafenu. Výsledky měření a jejich zhodnocení jsou diskutovány v této práci.

Klíčová slova:

Grafen, chemická depozice z plynné fáze, laserová litografie, elektrické vlastnosti grafenu, Diracův bod.

Termín obhajoby

23.6.2015

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 měření elektrických vlastností grafenových struktur. V rámci diplomové práce byly připraveny CVD polykrystalické grafenové vrstvy. Pomocí laserové litografie byly tyto vrstvy vhodným způsobem kontaktovány, což umožnilo měření elektrických vlastnosti v UHV podmínkách. Dále student samostatně sestavil a připravil manipulátor umožňující měření elektrických vlastností grafenu v UHV podmínkách. Toto zařízení umožnilo měření elektrických vlastností grafenové vrstvy během depozice Ga nebo vodíkových atomů. Dále studen navrhl zakládací komoru, která urychlí v budoucnosti měření vzorků. Práce studenta byla intenzivní, samostatná. 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 B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Předložená diplomová práce je zpracována pečlivě, přehledně a s výbornou formální a jazykovou
úrovní. Diplomová práce řeší problematiku elektronické charakterizace grafenových vrstev pokrytých
Ga atomy.

Rešeršní část diplomové práce je shrnuta v první kapitole 1, která sumarizuje různé alotropní formy
uhlíku, zejména podrobný popis vlastností a výroby grafenu jako nosného materiálu diplomové práce.
Kapitola 2 se věnuje sumarizaci analytických a depozičních technik použitých v diplomové práci, a to
zejména Ramanova spektroskopie, RBS, laserová litografie a techniky růstu (MBE, cVD).

Experimentální část diplomové práce začíná kapitolou 3, která se věnuje přípravě vzorků a popisu
vakuové aparatury pro elektrickou charakterizaci grafenu. Vyhodnocení dosažených výsledků je
shrnuto v kapitole 4.

V diplomové práci je důleŽité pozitivně vyzdvihnout technologickou a časovou komplexnost přípravy
grafenu jako i provedení samotného elektrického měření.

V textu jsou dostatečně uvedeny citace, práce je stručná a nevzniká pocit zbytečné duplicity opakování
textů, apod.

Ve všeobecnosti předloŽená diplomová práce je dokladem toho, Že bakalářský student J. Piastek zvládl
zadanou tematiku diplomové práce a projevil schopnost zvládnout téma v širším kontextu - tj.
technologie přípravy grafenových vzorků vhodných pro elektrická měření, návrh měřícího systému
v UHV podmínkách, realizace měření a vyhodnocení získaných dat.

Připomínky a otázky k eventuálnímu zodpovězení při obhajobě:

Z formálního hlediska se v práci vyskytují následovné nedostatky a nepřesnosti:

-Str. 3: uhlík vytváří 2 polymerní formy grafit a diamant

-obr. 1.10 - chybná měrka (namísto 0,05 nm má být 0.5 nm)

-chybějící nebo nadbytečná mezera ("space bar")

-chybějící jednotky v rovnicích

-nejednotnost textu v tloušťce SiO2

-drobné překlepy a gramatické chyby

-obr.2.1- anti-Stokesuv rozptyl je v daném měřítku nesprávně uveden

-obr.2.2 - Ramanova spektra nejsou konzistentní ve vlnočtech

-Str. 18 - disociace vodíku ohřevem není jasná

-nepřesnost nebo neznalost někteých pojmů (mobilita, "prosakovaní elektronů" (str. 32), naměřená
data opatřená šumem, depozice atomárňího vodíku ...)

-popis obr. 4.3 - uvedena teplota Žíhaní 150 C ale v textu je uvedeno 175 C (str. 34, vzorek č. 2)
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B

Známka navržená oponentem: C