diplomová práce

Studium fotoluminiscence tenkých vrstev MoS2

Text práce 8.26 MB

Autor práce: Ing. Jakub Kuba

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: Ing. Miroslav Bartoš, Ph.D.

Oponent: RNDr. Jan Kunc, Ph.D.

Abstrakt:

Práce se zabývá studiem tenkých vrstev dichalkogenidů přechodných kovů, především sulfidem molybdeničitým. Vytvořeny byly nanostruktury v dvojdimenzionálních krystalech MoS2 a WSe2, jenž byly následně analyzovány. Sledovány byly především jejich fotoluminiscenční vlastnosti. Součástí práce je rešerše dichalkogenidů přechodných kovů a popis způsobu přípravy vrstev upravenou metodou mikromechanické exfoliace.

Klíčová slova:

fotoluminiscence, dichalkogenidy přechodných kovů, TMD, sulfid molybdeničitý, MoS2, selenid wolframičitý, WSe2, dvojdimenzioální materiály, jednofotonové zdroje světla

Termín obhajoby

21.6.2016

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)

Posudek vedoucího
Ing. Miroslav Bartoš, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá studiem optických vlastností tenkých vrstev dichalkogenidů přechodných kovů, konkrétně sulfidu molybdeničitého a selenidu wolframičitého. Student musel během přípravy vzorků dokonale zvládnout metodu mikromechanické exfoliace a připravit řadu dostatečně velkých monovrstev a dvojvrstev, což vyžadovalo značnou trpělivost a manuální zručnost. Student musel rovněž pochopit ne zrovna jednoduchou teorii, pro lepší porozumnění zadané práce. Po patřičném zaškolení student pracoval až na občasné konzultace samostatně a s velkým nasazením. Bylo odvedeno velké množství práce, která bude dále rozšířena ve spolupráci s LNCMI, kde budou připravené vzorky dále zkoumány jako potenciální jednofotonové zdroje. Diplomovou práci hodnotím stupněm A.
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
RNDr. Jan Kunc, Ph.D.

Předkládaná diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací tenkých vrstev MoS2 a WSe2. Byla též vypracována rešeršní práce již opublikovaných výsledků na téma dichalkogenidů přechodových kovů se zaměřením na atomárně tenké vrstvy. Rešeršní práce je obsáhlá a dostatečně uvádí danou problematiku. Vrstvy byly připravovány mechanickou exfoliací vrstev z objemových krystalů. Tato metoda je detailně diskutována a z textu je zřejmé dobré porozumění problému. Znalosti principů mechanické exfoliace a problematiky kontaminace bylo využito k úspěšné optimalizaci procesu. V rámci optimalizace byla navržena metoda plazmového čištění substrátů, čímž došlo ke zvýšení výtěžku exfoliovaných vrstev a snížení jejich kontaminace. V rámci charakterizace vrstev bylo provedeno mapování Ramanova rozptylu, fotoluminiscence a mikroskopie atomárních sil k určení topografie vrstev. Tyto experimentální techniky byly úspěšně korelovány a jejich vzájemné výhody byly diskutovány. Interpretace experimentálních dat byla provedena zejména srovnáním s již známou interpretací v dostupné literatuře. Při charakterizaci vzorků byly prováděny prvotní kroky studia využití ozařování vrstev elektronovým, iontovým a laserovým svazkem pro následnou výrobu nanostruktur. Bylo zjištěno, že metoda přímého ozáření elektronovým a iontovým svazkem patrně nebudou příliš vhodné z důvodu kontaminace vrstev reaktivní zbytkovou atmosférou v případě elektronového svazku a kontaminace galiovými atomy a nedostatečné kontroly průniku iontů v případě ozařování iontovým svazkem. Zde je i přes počáteční neúspěch ponechán další prostor následnému výzkumu. Nejslibnější metoda se jeví ozařování laserovým svazkem.

Hlavní nedostatky práce se nachází v nedostatečném popisu obrázků, kde chybí základní informace o parametrech experimentů a často chybí měřítko v obrázcích (obr.6.2,  7.5b, 7.6b, 7.8b, 7.9b, 7.16abc). Z popisků obrázků 7.5-7.9 by mělo být zřejmé, čím se jednotlivá data vzájemně liší. Dále, do popisků obrázků se nevkládá diskuze, ta patří do hlavního textu, viz popisek k obrázku 6.2. Největší výtku bych však měl k chybným datům v obrázcích 7.5, 7.8 a 7.9. Autor patrně omylem vložil třikrát stejná data, která jsou jednou nazývána ramanovským spektrem a následně fotoluminiscenčním spektrem. Stejně tak mapování signálu (patrně fotoluminiscence) vypadá vždy beze změny. Pokud tomu tak opravdu je, data by měla být prezentována lepší formou, například jako rozdílová spektra nebo by měla být vykreslena v jednom obrázku. Pak bude změna spekter zřejmá. Tato nesrovnalost by měla být diskutována během obhajoby diplomové práce.
Celkově, i přes pár výše uvedených nedostatků, hodnotím předkládanou práci jako velmi dobrou. Požadavky a cíle diplomové práce byly splněny, postup řešení je jasně popsán, byla použita široká řada experimentálních technik a výsledky byly úspěšně konfrontovány s literaturou. Autor předvedl vlastní přínos k problematice a ukázal na možnost využití výsledků tohoto výzkumu v praxi. Práce je logicky a přehledně uspořádána. Stylistická úprava a pravopis jsou na dobré úrovni a autor předvedl dobrou práci s literaturou a citacemi. 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 A
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 A

Známka navržená oponentem: A