Bachelor's Thesis

Comparative spectral analysis by ESA–LEIS and TOF–LEIS methods

Final Thesis 6.94 MB Appendix 64.69 kB

Author of thesis: Ing. Tomáš Strapko, Ph.D.

Acad. year: 2016/2017

Supervisor: doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis is about the overall procedure of the LEIS experiment with the aim to obtain reionization curve: from the construction adjustment of the original SARS set-up, through the construction assembly and electrical plug-in of the apparatus to the energy spectrum measurement of the pure copper sheet with following computation of reionization curve.

Keywords:

LEIS, low-energy ion spectroscopy, reionization, reionization curve

Date of defence

09.06.2017

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3A-P)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (B-FIN)

Composition of Committee

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

Supervisor’s report
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Cílem práce bylo sestavit aparaturu pro metodu LEIS na ÚFI tak, aby bylo možné využít měřená data k výpočtu reionizační pravděpodobnosti rozptýlených iontů z hloubky studovaných materiálů. Proces reionizace není doposud dostatečně znám. Porovnání iontových spekter získaných pomocí komerčního zařízení QTAC v CEITECu se spektry rozptýlených neutrálů na ÚFI by mohlo přinést větší porozumění tohoto procesu, ale i další přidanou hodnotu v podobě spolehlivější interpretace iontů odražených ve větších hloubkách různých vzorků.
Studentovi se podařilo sestavit, oživit aparaturu a naměřit první spektra. Rovněž se podařilo získat i první reionizační křivku pro měď.
Student zpočátku k práci přistupoval vlažně a málo samostatně, jeho přístup se nakonec změnil, stal se více samostatným a jeho práce přinesla očekávané výsledky. Hodnotím jeho práci stupněm B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry C
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 C

Grade proposed by supervisor: B

LEIS je analytická technika, která je velmi účinným nástrojem při zkoumání prvkového složení nejsvrchnější atomové vrstvy zkoumaných vzorků. Kvantitativní analýza naměřených dat často naráží na dosud nejednotný postup při určování neutralizace a reionizace použitých projektilů. Předložená práce svými výsledky míří právě do této zajímavé oblasti. Určení křivek energiové závislosti reionizace projektilů jednotlivými prvku představuje významní krok k širšímu kvantitativnímu využití metody LEIS. Předložená práce obratně kombinuje data z experimentu (HS-LEIS, TOF LEIS) a simulačních výpočtů (ITRBS). Výsledkem je reionizační závislost pro rozptyl He na polykrystalické mědi s primární energií 2, 3, 4 a 5 keV.

Kladně hodnotím technickou zručnost autora při sestavování nové aparatury. Bohužel práce trpí výraznou mírou nesrozumitelnosti pro běžného čitatele. Některé slovní obraty a souvětí jsou příliš složité. Jejich rozkódování vyžaduje hlubší znalosti problematiky. Hlavním důvodem nesrozumitelnosti práce je dle mého názoru nevhodné podání informací. Autor často zbytečně přejímá ze zdrojů obrázky a grafy, vypisuje jejich numerické charakteristiky, které ale bez transformace na vlastní použité zařízení nemají žádnou hodnotu. Myslím, že bez většího úsilí mohly být tyto nahrazeny měřením na vlastním zařízení a vlastními grafy a hodnotami.

Analýza experimentálních a teoretických dat vedoucí ke kýžené reionizační křivce je velmi strohá. V rozhodném okamžiku čitateli naprosto chybí vztah (postup) jak byly reionizační křivky z publikovaných spekter vyjádřeny.

Celkově se mi autorova snaha napsat práci neotřelým způsobem líbí, ovšem její forma zůstala vzdálena podoby, která by byla čitateli příjemná a srozumitelná bez opakovaného čtení. Bakalářskou práci pana Tomáše Strapka doporučuji k obhajobě a hodnotím ji stupněm C.
Evaluation criteria Grade
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 C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti E
Grafická, stylistická úprava a pravopis D
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Komentujte větu uvedenou v souvislosti se vztahem č. 10: Solutions for this equation exist only in the case when M2 M1, analytically implying LEIS method is unable to detect atoms lighter than currently used ions of noble gas [1].
  2. Nahraďte schéma TOF energiového analyzátoru variantou, která odpovídá vašemu zařízení (TOF-LEIS).
  3. Jaká je pravděpodobnost neutralizace projektilu helia při rozptylu na kovovém vzorku (řádový odhad)?
  4. Hodnoty uvedené při popisu zahřívání a následného odprašování vzorku mědi neumožňují opakovat experiment v nezávislé aparatuře. Jaké jiné charakteristiky by daly lepší informaci pro reprodukování experimentů?
  5. V kapitole věnované určení reionizační křivky postrádám jasnou informaci, jak byly křivky z experimentálních dat a simulačních výstupů určeny.

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová