Bachelor's Thesis

Preparation and testing of SNOM probes

Final Thesis 1.42 MB

Author of thesis: Ing. Juraj Bobek

Acad. year: 2016/2017

Supervisor: prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.

Reviewer: Ing. Michal Pavera, Ph.D.

Abstract:

The area of research that deals with surface modification and preparation of nanostructures is still very unexplored. And only a little contribution to this field is discussed in this bachelor thesis.
Its goal is to manufacture and to test a probe made off hollow optical fibre that is used in Scanning Probe Microscopy. Optical fibre parameters in combination with proper and unique techniques allow the breakthrough off very interesting applications. It's worth mentioning the gas injection in the proximity of the surface of a sample (GIS) and thus its modification by use of electrons (FEBID), ions (FIBID) or laser beams.

Keywords:

AFM, hollow optical bre, FEBID, FIBID, FIB, GIS, Kaufman ion source, etching, LiteScope, SEM, SNOM, SPM

Date of defence

19.06.2017

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

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
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.

Student při své bakalářské práci postupoval svědomitě, pečlivě a samostatně. Při řešení úkolů musel překonávat těžkosti spojené s vývojem a přípravou nového typu sond k unikátnímu spojení měření topografie povrchu vzorku metodou AFM a metodou SNOM s možností injekce pracovního plynu do blízkosti hrotu sondy -  nanoGIS. Aby tyto náročné úkoly zvládl, musel si osvojit velké množství technik (leptání vlákna pomocí HF, užití FIBu a SEM, depozice pomocí IBAD, měření na LiteScope mikroskopu, NT MDT aj.). Vzhledem k dosaženým výsledkům, přístupu Juraje Bobka k práci nad daným tématem a možnostem jejího dalšího rozvinutí hodnotím práci stupněm výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
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 A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Michal Pavera, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá výrobou sond založených na optickém vlákně, které budou využity pro sondovou rastrovací mikroskopii. Práce se skládá ze dvou částí. V první části se autor zaměřuje na popis celé řady technik a přístrojů, které jsou zcela nezbytné pro zdárnou výrobu navržených sond. Z kapitoly je zřejmé, že autor vynaložil nemalé úsilí při osvojování jednotlivých technik, přesto je jejich popis příliš stručný a pro neznalého čtenáře těžce pochopitelný. Například podkapitola 2.3 o leptání kyselinou fluorovodíkovou, která je z hlediska výroby sond jednou z nejkritičtějších, by si zasloužila větší míru detailu.
Druhá část se zabývá autorovou prací samotnou. Je zde popsán postup výroby jednotlivých sond, ovšem i  v tomto případě by si některé části zasloužily přesnější vysvětlení. V této části se například vyskytuje podkapitola, ve které autor popisuje aparaturu vlastní výroby, díky které je možné vlákno leptat kyselinou fluorovodíkovou aniž by došlo k poškození mikrostrukturované oblasti vlákna. Pochopení funkčnosti této aparatury je do značné míry ponecháno na čtenářově fantasii. Postup výroby jednotlivých sond je poměrně komplexní přesto autor vyrobil sérii sond, které otestoval na vzorku kalibrační mřížky. Vzhledem k faktu, že se jedná o první testovací měření, lze výsledky považovat za úspěšné.
Dalším úkolem bakalářské práce je využití navržených sond pro transport plynů do blízkosti povrchu vzorku a jeho případnou modifikaci. Tento úkol není v práci nijak komentován, a proto je nutné poukázat na to, že všechny body zadání nebyly jednoznačně splněny. Přes jasný nedostatek autor alespoň prezentuje transportní schopnosti navržené sondy testem vedením dusíku.
Práce je psána slovensky a proto si nedovoluji posuzovat její gramatickou stránku, přesto je v práci řada překlepů a stylistických chyb. Grafická a formální stránka je spíše průměrná, například některé obrázky postrádají měřítko (obr. 2.9, 3.9, 3.19), případně jsou zcela nejasné (obr. 2.11).
Náplň a téma práce považuji za velice zajímavé s velkým praktickým využitím. Autorův přínos při řešení je nesporný, nicméně prezentace práce je neuspokojivá. Práci hodnotím velmi dobře a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. 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 C
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. V práci je naznačen princip měření AFM odrazem laserového svazku od kantileveru, nicméně předkládané výsledky byly provedeny měřením prostřednictvím křemenné ladičky. Bylo by možné tento způsob popsat?
  2. Velká část práce se zaměřuje na vyleptání optického vlákna do požadovaného průměru mimo jiné za účelem minimalizace časové náročnosti následné úpravy vlákna pomocí techniky FIB. Jaká je časová náročnost úpravy vlákna a jak se čas úpravy liší pro různé počáteční průměry?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová