Doctoral Thesis

Fabrication and charecterization of GaN nanostructures

Final Thesis 3.99 MB

Author of thesis: Ing. Vojtěch Čalkovský

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Jindřich Mach, Ph.D.

Reviewers: prof. RNDr. Vladimír Čech, Ph.D., Ing. Petr Kostelník, Ph.D.

Abstract:

The thesis deals with preparation and characterization of GaN nanostructures, especially the ones with a metal core. In the theoretical part, the GaN compound is described, its properties and applications are mentioned in detail as well as the methods of GaN growth. Further, metal NPs are introduced, and their optical properties are discussed toward plasmon coupling and photoluminescence enhancement of GaN structures with Ag NPs. The experiment consists of preparation and characterization of GaN nanostructures with Ag core, Ga NPs on top and experiments with graphene. Prepared structures are analyzed and characterized using XPS, SEM, TEM and PL measurements.

Keywords:

Ga, GaN, Ag NP, metal core, Ag NP, graphene, enhanced photoluminescence, SEM, TEM

Date of defence

25.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaPznamka

Process of defence

Disertační práce Ing. Čalkovského se zabývá přípravou a charakterizací GaN nanostruktur, zejména těch s kovovým jádrem. V teoretické části je popsána sloučenina GaN, její vlastnosti a aplikace jsou podrobně rozebrány, stejně jako metody růstu GaN. Dále jsou představeny kovové nanočástice (NPs) a jsou diskutovány jejich optické vlastnosti s ohledem na plasmonovou vazbu a zesílení fotoluminiscence GaN struktur s Ag nanočásticemi. Experimentální část zahrnuje přípravu a charakterizaci GaN nanostruktur s Ag jádrem, Ga nanočásticemi na povrchu a experimenty s grafenem. Připravené struktury jsou analyzovány a charakterizovány pomocí metod XPS, SEM, TEM a měření fotoluminiscence (PL). Studovaná problematika je vysoce aktuální a je předmětem současného mezinárodního výzkumu zaměřeného na její možné využití v oblasti senzorů, medicínského zobrazování a povrchově zesílené spektroskopie. Autor si stanovil v práci realistické cíle, které byly v zásadě splněny. Disertační práce přináší řadu nových technologických a vědeckých poznatků o nanostrukturách GaN a jejich optických vlastnostech, které mohou přispět k dalšímu zvýšení fotoluminiscence a k vývoji nových senzorů a aplikací v oblasti povrchově zesílené spektroskopie. V průběhu obhajoby disertační práce Ing. Čalkovský prokázal hluboké odborné znalosti a velmi dobrou orientaci v řešené problematice. Na otázky členů komise reagoval věcně, s jistotou a na vysoké odborné úrovni, čímž jednoznačně doložil svou schopnost samostatné vědecko-výzkumné práce.

Language of thesis

English

Faculty

Department

Study programme

Advanced Materials and Nanosciences (CEITEC-AMN-CZ-P)

Composition of Committee

prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D. (místopředseda)
prof. RNDr. Vladimír Čech, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Kostelník, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Jindřich Mach, Ph.D.

viz posudek v pdf.
File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 342,73 kB

viz posudek v pdf.
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 120,70 kB

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

viz posudek v pdf.
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 165,90 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová