Bachelor's Thesis

Study of a selective growth of metals on matrix prepared by AFM nanolithography

Final Thesis 3.35 MB

Author of thesis: Ing. Martin Konečný, Ph.D.

Acad. year: 2010/2011

Supervisor: doc. Ing. Miroslav Bartošík, Ph.D.

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

Abstract:

This bachelor thesis is focused on fabrication of nanostructures with usage of atomic force microscope. The theoretical part refers to basic principles of atomic force microscope and to physical principle of local anodic oxidation. The experimental part is focused on analysis of nanostructures created by local anodic oxidation, measuring of surface potential on prepared nanostructures and on selective growth of metals on matrix prepared by local anodic oxidation.

Keywords:

LAO, AFM, KFM, local anodic oxidation, nanolithography

Date of defence

21.06.2011

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3901-3)

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. RNDr. Josef Kuběna, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Cílem bakalářské práce bylo zvládnout selektivní růst Au na matrici připravené pomocí LAO na povrchu Si/SiO2 a pomocí AFM/SKPM charakterizovat vlastnosti matrice a nanesených struktur. Tohoto cíle se podařilo úspěšně dosáhnout. Navíc byly provedeny další užitečná komparativní měření: SKPM na povrchu modifikovaném metodou FIB nebo na LAO nanotečkách. Martin Konečný začal na uvedené problematice pracovat přibližně v listopadu minulého roku a od té doby dosáhl značných pokroků a stal se v praktickém smyslu odborníkem na metodu SKPM. Jako vedoucí bakalářské práce oceňuji především samostatný a zodpovědný přístup k řešení problémů.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
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 A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Bakalářská práce popisuje přípravu matric pro selektivní růst pomocí AFM nanolitografií. V úvodu první kapitole je stručně popsána mikroskopie atomárních sil (AFM). Autor se zabývá interakcí hrotu s povrchem a popisuje jednotlivé metody a uspořádání měření  AFM. Logické řazení odstavců pěkným způsobem uvozuje problematiku mikroskopie atomárních sil. Literatura v prací je náhodně řazená. Autor zásadně nepředpokládá, že vzorec v textu je také věta a je nutno i zde dbát pravidel interpunkcí. Práci silným způsobem uškodily naskenované obrázky. Navíc některé obrázky jsou opatřeny anglickým popisem Obr.5.
Druhá kapitola práce je věnována AFM nanolitografiím a popisu uspřádaní prováděných experimentů. Autor zde prezentuje a diskutuje výsledky tvorby uspořádaných struktur vytvořených pomocí LAO. U obrázku 10 b)  chybí pro lepší přehlednost profil vzniklých děr na povrchu po procesu leptání. V textu by se měl student lépe odkazovat na jednotlivé obrázky a to i na jednotlivé pod části obrázku, především když jsou označeny písmeny.
Kapitole 3 je věnována Kelvinově silové mikroskopii (KFM), která v textu jednoduše a přehledně popsána. Jsou zde také prezentovány výsledky měřené metodou KFM, které jsou velmi precizně zpracovány.  Na str. 23 je špatně odkazováno na obrázek 14 b). V grafu 7 nesedí jednotky u osy x.
Kapitola 4. je věnována selektivnímu růstu Au na připravené matrice pomocí ALO a také pomoci metody FIB. Na straně 26 je zavádějícím způsobem definovaná difuzní délka. V obrázku 16 b) by bylo u popisu konvoluce místo nepravidelnost tvaru vhodnější použít pravidelnost.
I přes drobné nesrovnalosti, především ve formálním zpracovaní, hodnotím práci za nadprůměrnou a zdařilou. Student musel řešit množství složitých problémů spojených se samotným měřením a přípravou nanostruktur. Experimentální část práce je velmi rozsáhlá a nadprůměrná. Velmi pozitivně hodnotím experimentální výsledky celé práce. Student splnil všechny úkoly zadání. Z těchto důvodů doporučuji bakalářskou práci k obhajobě a pokud student odpoví na doplňující dotazy, navrhuji hodnocení stupněm B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
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. Je možno lépe definovat difuzní délku na povrchu substrátu? Jaké hlavní veličiny ji mohou ovlivnit?
  2. Jak se realizuje měření bezkontaktního módu v amplitudovém a frekvenčním režimu, které jsou popsány na straně 12. Jaký režim je používán na Ústavu fyzikálního inženýrství v Brně?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová