Bachelor's Thesis

Preparation of low-dimensional inorganic perovskites

Final Thesis 4.81 MB

Author of thesis: Ing. Matěj Nedvěd

Acad. year: 2020/2021

Supervisor: Ing. Tomáš Musálek

Reviewer: Ing. Petr Viewegh, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis deals with the perovskite CsPbBr3. The thesis presents properties and different ways of preparing nanostructures of this inorganic perovskite. The emphasis is placed on physical vapor deposition using effusion cells. The experiments carried out to prepare nanocrystals and nanowires and the subsequent analysis of their morphology, composition and optical properties are described. The effect of the electron beam and long-term exposure to air on the optical properties is studied. Also, the concept of an experiment that should result in the replacement of lead in the perovskite structure by tin is presented.

Keywords:

Perovskites, CsPbBr3, preparation of low-dimensional nanostructures, nanocrystals, evaporation, photoluminiscence.

Date of defence

17.06.2021

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Po otázkách oponenta bylo diskutováno: značení krystalových struktur Student na otázky odpověděl.

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)
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (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)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Tomáš Musálek

Matěj Nedvěd pracoval na zvoleném tématu již od prvního ročníku a zejména díky jeho odhodlání a vytrvalosti se mu podařilo splnit zadané cíle bakalářské práce. Od začátku pracoval nadšeně, seznámil se s řadou experimentálních technik a dokázal brzy pracovat samostatně. Text předkládané práce přehledně shrnuje poznatky související s přípravou perovskitů napařováním, uvádí kvalitně zpracovanou rešerši a ukazuje na schopnost studenta vhodně prezentovat dosažené výsledky. Jeho práci hodnotím jako nadprůměrnou a doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky 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 A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Petr Viewegh, Ph.D.

Předkládaná práce se zabývá velmi aktuálním tématem se silným potenciálem pro aplikační výzkum: přípravou nízkodimenzionálních inorganických perovskitů. Ač byly použity velmi sofistikované metody a technologické postupy, které student využil na základě skvěle zpracované rešeršní studie, bohužel se nepodařilo kontrolovaně připravit nanodráty perovskitu, které byly jedním z výzkumných cílů. Na druhou stranu je nutno konstatovat, že při přípravě nanokrystalů student prokázal velmi systematický a pečlivý vědecký přístup, který umožnit kontrolovanou výrobu těchto nanokrystalů pro další aplikace. V práci jsou vyrobené vzorky vhodně charakterizovány z hlediska morfologie a optických vlastností. Samotná práce obsahuje jen minimum překlepů a gramatických chyb a navíc graficky je velmi zdařilá. Trochu nelogicky mi připadá zařazení podkapitoly 2.2.3, která již obsahuje velmi podstatné experimentální výsledky, do kapitoly 2 zabývající se teorií namísto do kapitoly 3, která je již zaměřená na prezentaci dosažených výsledků. V této kapitole je pak také patrná autorova začínající badatelská kariera, což se projevuje občasnou slabší schopností interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich fyzikální závěry. Tento slabší aspekt se bude ale jistě, stejně jako u ostatních začínajících vědců, postupně ztrácet a vylepšovat. Nicméně celkově je předkládaná práce nadstandardní úrovně, a proto ji doporučuji k obhajobě s výslednou známkou A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky 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 A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Na obrázku 3.3 je zobrazeno XPS spektrum, kde jsou velmi vhodně označeny píky odpovídající deponovanému perovskitu. Můžete ale prosím charakterizovat i ostatní píky viditelné ve spektru a případně vysvětlit jejich pravděpodobný původ?
  2. V grafech na obrázcích 2.6 a 3.10 prezentujete experimentálně zjištěná data rychlosti depozice (tzv. rate) na protékajícím proudu, resp. elektrickém výkonu. Data jsou poté prokládána exponenciální regresí bez dalšího hlubšího vysvětlení. Prosím okomentujte a fyzikálně vysvětlete, proč je vhodná právě exponenciální funkce.
  3. V rovnici (2.8) pro úplný diferenciál Gibssovy energie (volné entalpie) je v posledním členu použita veličina povrchového napětí. Při následných úpravách vedoucích k rovnici (2.10) již toto povrchové napětí nevystupuje. Je tedy rovno jedné, nebo se jedná o chybu? Případně z čeho tato hodnota vyplývá a jaký je tedy její kvantitativní význam?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová