diplomová práce

Tvorba magnetických nanostruktur pomocí EBID a optimalizace jejich chemického složení a morfologie

Text práce 10.05 MB

Autor práce: Ing. Ondřej Vyroubal

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Oponent: Ing. Eva Kolíbalová, Ph.D.

Abstrakt:

Tato diplomová práce se zabývá depozicí kobaltových nanostruktur pomocí metody EBID. V práci je  nejprve shrnuto teoretické pozadí procesu depozice elektronovým svazkem. Experimentální část se věnuje optimalizaci procesu depozice analýzou vlivu expozičních parametrů na tvar výsledné nanostruktury. Ty jsou analyzovány pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM). Na základě získaných dat jsou určeny vhodné parametry depozice, pomocí kterých jsou připraveny funkční třídimenzionální struktury s důrazem na tvorbu kulových struktur. U připravených struktur požadovaných geometrií je dále ověřeno jejich chemické složení pomocí rentgenové spektroskopie EDX a magnetické vlastnosti pomocí mikroskopie magnetických sil (MFM) a magnetooptického Kerrova mikroskopu.

Klíčová slova:

kobalt, depozice, EBID, prekurzor,  EDX

Termín obhajoby

20.6.2016

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)
prof. RNDr. Eduard Schmidt, CSc. (člen)

Ondřej Vyroubal navázal na experimenty tam, kde skončil po odevzdání bakalářské práce. Pracoval na v podstatě nejvytíženějším dostupném přístroji, ale díky svědomitému přístupu (s využitím pro studenty neobvyklých nočních a víkendových časů) se mu podařilo dosáhnout zadaných cílů, jež mají velký publikační potenciál. Kriticky posuzoval dosažené experimentální výsledky a na jejich základě si samostatně plánoval další experimenty. Velmi dobře pracoval s literaturou, předložený text je zároveň pěknou rešeršní studií růstu nanostruktur za pomoci asistujícího svazku a systematicky ukazuje výsledky studentovy práce.
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 A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Diplomová práce je rozčleněna do čtyř kapitol.  První kapitola je věnována různým aplikacím metody EBID a historii jejího vzniku.  Druhá část obsahuje jednak rešerši metody EBID  v přiměřeném rozsahu, stručný popis elektronového mikroskopu, který byl využit pro přípravu magnetických struktur a také shrnutí poznatků o zvoleném prekurzoru doplněné o vlastní zkušenosti při práci s touto sloučeninou.  Rozsáhlá třetí kapitola popisuje jednotlivé expoziční parametry a jejich vliv na výslednou depozici různých magnetických struktur jak z hlediska morfologie, tak z hlediska jejich chemického složení.  Z práce je zřejmé, že autor věnoval experimentům značné úsilí.  Čtvrtá kapitola analyzuje výsledky měření metodou MFM k charakterizaci magnetických vlastností připravených depozitů.
V práci je několik nepřesných či zavádějících formulací, například: „Menší interakční objemy vedou k větší emisi sekundárních elektronů. Ve třetí kapitole autor popisuje jednotlivé expoziční parametry a jejich vliv na výslednou depozici. Zde se autor bohužel dopouští několika dalších nepřesností.  Například pojem pixel se používá pro plošné elementy obrázku. V případě tzv. generátoru vzorů (Pattern generator) pomocí něhož se exponují jednotlivé objekty, je vhodnější mluvit o minimálním kroku, který je v ovládacím programu mikroskopu označen jako DAC rozlišení (DAC resolution).  Tento minimální krok je přibližně dán podílem velikosti zápisového pole ku 2^16 (hodnota  2^16 platí pouze pro uvedený mikroskop, u jiných se může lišit).  Velikost nejmenšího kroku tedy není dána velikostí stopy svazku, jak autor píše na straně 22. Dále autor popisuje rastrovací strategie.  V případě tzv. zpětného chodu, svazek exponuje zadanou rychlostí z leva doprava a pak se velmi rychle pohybuje zpět na začátek dalšího řádku.  Svazek při zpětném chodu není automaticky zacloněn, ale je tomu tak pouze v případě, kdy je tak nastaven elektrostatický stmívač svazku (beam blanker). Pojem “spacing” není rozteč bodů rastru, jak autor píše na straně 22, ale přesněji rozteč bodů při expozici, což je zřejmé z obrázku 3.2, který je sice správně nakreslen, ale bohužel nepřesně popsán.  Pokud autor uvádí velikost stopy, měl by kromě urychlovacího napětí a elektronového proudu uvádět i pracovní vzdálenost mikroskopu.  Na straně 30 autor píše, že „ rozměrově dokonalejší jsou struktury připravené vyššími energiemi svazku“, nicméně porovnává depozity s různou výškou.  Vzhledem k rychlosti depozice, čistoty připravených materiálů a velikosti vytvářených struktur bych doporučila, aby se autor ve své budoucí vědecké práci věnoval optimalizaci procesu s urychlovacím napětím elektronů 2- 5 kV.
Práce je velmi pěkně a přehledně zpracována a obsahuje minimum překlepů. Práce splňuje všechny zadané cíle a obsahuje mnoho cenných výsledků, takže i přes výše uvedené výtky práci doporučuji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. 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 A
Práce s literaturou včetně citací A

Známka navržená oponentem: A