Student Michal Slovák se ve své bakalářské práci zabýval problematikou strukturování anorganických olovnatých halogenidových perovskitů, konkrétně nanokrystalů CsPbBr3, pro budoucí optoelektronické aplikace. Jedná se o velmi aktuální a perspektivní oblast výzkumu, která je v současnosti limitována především chemickou nestabilitou těchto materiálů vůči polárním rozpouštědlům používaným v konvenčních litografických postupech. Práce se proto zaměřuje na hledání alternativních metod strukturování umožňujících integraci perovskitových nanokrystalů do funkčních fotonických struktur.

Student v teoretické části prokázal velmi dobrou orientaci v problematice olovnatých halogenidových perovskitů. Přehledně popsal strukturu, syntézu i optoelektronické vlastnosti materiálu CsPbBr3 a velmi kvalitně zpracoval rešerši degradace perovskitů v polárních rozpouštědlech a nekonvenčních litografických metod. Pracoval s aktuální odbornou literaturou a prokázal schopnost kriticky analyzovat současný stav poznání.

Experimentální část představuje hlavní přínos práce. Student experimentálně ověřoval několik rozdílných přístupů ke strukturování perovskitových nanokrystalů, konkrétně mechanický lift-off rezistu, nanoimprintovou litografii, rentgenovou litografii a přímé strukturování elektronovým svazkem. Součástí práce byla také optimalizace přípravy perovskitových vrstev metodou spin-coatingu a jejich následná morfologická i optická charakterizace pomocí elektronové, konfokální mikroskopie či mikroskopie atomárních sil. Velmi pozitivně hodnotím skutečnost, že student nejen aplikoval postupy převzaté z literatury, ale aktivně navrhoval vlastní experimentální modifikace a analyzoval technologické limity jednotlivých metod.

Stanovené cíle bakalářské práce byly splněny. Student provedl rešeršní studii metod strukturování perovskitových nanokrystalů, experimentálně ověřil vybrané technologické přístupy a realizoval pokus o vytvoření funkčního perovskitového metapovrchu ve formě Fresnelovy zonální čočky. Práce je zpracována přehledně a logicky, jednotlivé kapitoly na sebe vhodně navazují a text je doplněn obrázky a názornými schématy. Student během řešení prokázal vysokou míru samostatnosti, experimentální zručnosti i aktivní zájem o řešenou problematiku. Získané poznatky zároveň představují cenný základ pro navazující výzkum realizovaný v rámci aktuálně řešeného projektu GAČR zaměřeného na perovskitové metapovrchy a jejich optické aplikace. Předloženou bakalářskou práci proto doporučuji k obhajobě a hodnotím klasifikačním stupněm A, výborně.

Student Michal Slovák se ujal nelehkého problému, tedy nanofabrikace a litografie na tenkých vrstvách olovnato halogenidových perovskitů, dále LHP. Ty jsou vysoce nestabiliní v polárních rozpouštědlech, které jsou typickými vývojkami v elektronové či optické litografii.

V první kapitole se student věnuje úvodu LHP, motivaci k jejich studiu, jejich vlastnostem a způsobě přípravy. Tato kapitola je až na některé níže uvedené nedostatky v pořádku. Bylo by však vhodné zde lépe rozvinout motivaci pro využití LHP pro aplikace optických metapovrchů.

Velice mne však po technické stránce zaujala kapitola druhá, která se obšírně věnuje postupům vedoucím k nanofabrikaci LHP tenkých vrstev a nízkodimenzionálních struktur. Myslím si, že tato kapitola je dobrým přehledem metodiky a zjevně demonstruje studentovu schopnost se v dané problematice orientovat. Je také za mne nejlépe napsána.

Třetí kapitola posléze vyúsťuje snahou o samotnou nanofabrikaci a přímý zápis LHP struktur s úvodem patřícím konstrukci zonální čočky. Zde mi chybí obecná strukturální metrika pro porovnání úspěšnosti zápisu. Student uvádí AFM a PL, za mne jsou však tyto metriky nevhodné právě pro studium kvality zápisu a uvítal bych objemové, strukturní, či jiné morfologické faktory, které se mnohem lépe mezi sebou porovnávají. Nejvíce zajímavá pasáž, která by porovnávala účinnost vyrobené zonální čočky není bohužel prezentována i přes úspěšnou výrobu. 

Během práce však student přichází (až na některé dle mého názoru sporné či nepodpořené argumenty) s originálními a inventivními řešeními, které ukazují vysokou studentovu kvalitu při řešení technicky náročných problémů. Ke cti navíc studentovi přisuzuji, že se věnuje vysoce pokročilému tématu, které je silně multidisciplinární a stále obsahuje vysokou míru neprobádaných oblastí. Dle mého názoru splnil student zadání bakalářské práce přes některé formální a strukturální nedostatky výborně a proto i s touto známkou navrhuji jeho práci k úspěšné a radostné obhajobě. Topics for thesis defence:

1. Proč jste zvolili k demonstraci právě Fresnelovu zonální čočku a nevyužili jste raději standardizovaných struktur/metrik pro kontrolu rozlišení a přesnosti litografie, např. USAF resolution chart?
2. Napadá vás jiná možná lepší metrika pro porovnání rozlišení a přesnosti vámi prezentovaných litografických technik?
3. Na straně 21 prezentujete strukturu Fresnelovy zonální čočky. Proč volíte jako operační vlnovou délku 532 nm a ne vlnovou délku, pro kterou by vámi syntetizovaný perovskit dosahoval nejvyššího reálného indexu lomu? Jaké jsou další parametry zonální čočky jako jsou numerická apertura a její ohnisková vzdálenost v tomto případě?
4. Na straně 35 tvrdíte, že modrý posuv fotoluminiscenčních píků pro nižší elektronové dávky je způsoben halidovou výměnou. Dále uvádíte, že k této výměně má docházet vlivem chloroformu, který donoruje chlorný aniont perovskitu CsPbBr3. S tím si dovolím nesouhlasit, jelikož chloroform je na rozdíl od CsPbBr3 vázán kovalentně. Svá tvrzení nedoprovázíte chemickou analýzou. Provedli jste takovouto analýzu? Jaké další vlivy kromě halidové výměny by mohly mít tyto dopady?
5. U metody nanoimprintace uvádíte jako jeden z důvodů neúspěchu metody špatnou adhezi mezi komponenty, převážně PDMS a páskou. Uvažovali jste o vhodném adhezním promotoru k vyřešení tohoto problému? Jaký adhezní promotor by zde byl podle vás vhodný?
6. Proč volíte pro konstrukci optického metapovrchu právě CsPbBr3 s relativně nízkým indexem lomu a vysokou mírou nestability a nekompatibility se standardním litografickým protokolem, když jsou k dispozici materiály jako je Si nebo TiO2?