Master's Thesis

Low Energy Ion Scattering on Gold Structures

Final Thesis 2.71 MB

Author of thesis: Ing. Vítězslav Joch

Acad. year: 2010/2011

Supervisor: doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D.

Reviewer: prof. RNDr. Vladimír Čech, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis deals with comparison of experimental and simulated low energy ion scattering spectra. There is a theoretical description of basic principles of low energy ion scattering and description of the spectrometer, which is situated at Institute of physical engineering. It is shown, how to prepare samples using the colloidal gold solution. The deposition of gold nanoparticles is characterized. The usage and meaning of time and energy spectra of low energy ion scattering is explained. There is also shown the effect of channeling in Si substrate.

Keywords:

low energy ion scattering, binary collision, gold nanoparticles, channelling, simulation

Date of defence

20.06.2011

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (N3901-2)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (M-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)

Předložená diplomová práce se zabývá perspektivní tématikou deposice a diagnostiky zlatých nanočástic na křemíkových substrátech. Je pilotní studií domovského pracoviště v této oblasti a naznačuje perspektivy dalšího výzkumu. Bohužel práce vznikala pod časovým tlakem, což se negativně projevilo především na její formální stránce. Diplomová práce trpí řadou nedostatků a nepřesností (překlepy, odkazy na obrázky, cizojazyčné popisy některých obrázků, atd.). Po obsahové stránce prezentuje DP tematicky ucelenou část experimentálních výsledků, které autor při depozici a studiu zlatých nanočástic získal. Autor si osvojil technologii přípravy vzorků i obsluhu TOF-LEIS spektrometru na ÚFI FSI VUT v Brně. Projevil smysl pro spolupráci i dostatečnou míru iniciativy a samostatnosti, které však byly omezovány časovou tísní před odevzdáním práce. Kladně hodnotím jeho práci s odbornou literaturou.
Diplomant v předložené práci splnil její zadání a přes uvedené nedostatky hodnotím práci stupněm B. DP doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené 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 A
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Grade proposed by supervisor: B

Práce se zabývá nízkoenergiovým (keV) rozptylem iontů (TOF-LEIS) inertních plynů (helium) na nanočísticích zlata za účelem srovnání experimentálních a simulovaných spekter. Práce vychází z historického úvodu věnovaného rozptylu iontů, zavedení terminologie a fyzikálnímu popisu uvedeného děje. Stručně je popsáno experimentální uspořádání měřící aparatury a příprava vzorků s nanočásticemi zlata o průměru 10 nm na křemíkovém substrátu. Pro charakterizaci nanesených nanočástic byly využita rastrovací elektronová a sondová mikroskopie (SEM, AFM). Stěžejní část práce se věnuje popisu TOF-LEIS spekter, vlivu teploty vzorku na tvar spektra a porovnání simulovaných spekter pro různě poloměry nanočástic s experimentálními spektry pořízenými při různých teplotách vzorku. Tato poslední část se jeví jako poměrně problematická a náročná na interpretace. V dalším pokračování této studie by bylo vhodné doplnit experimenty např. s použitím různého stupně pokrytí substrátu nanočásticemi, použitím různých průměrů nanočástci a také podrobnější charakterizací vzorků pomocí AFM. Formálních nedostatků je vzhledem k nevelkému rozsahu práce nadbytečné množství. Práce však přináší některé zajímavé výsledky a má tedy své opodstatnění.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Str. 30, ř. 1 zdola: „…blokovém schématu na obrázku 12.“ Obrázek 12 není uveden. Str. 33, ř. 13 shora: „… osušíme proudem dusíkového plynu.“ Co je to „dusíkový plyn“? Str. 37, ř. 6 shora: „… na obrázku 16.“ Správné číslo obrázku je 15. Str. 44, ř.4 shora: „Tento fak …“ ??? Str. 44, 1.odst. Bylo by vhodné interpretace TOF-LEIS spekter získaných při různých teplotách podpořit AFM snímky zkoumané Au struktury při dané teplotě.
  2. Str. 45, obrázek 23: Toto číslo bylo použito už u předchozího obrázku. Navíc je tento obrázek shodný s obr. 21. Je tedy nadbytečný a stačilo se na něj odkázat. Str. 46, 1.odst., str. 47, obrázek 25: Poukazujete na dobrou shodu mezi experimentálním spektrem odpovídajícím teplotě vzorku 570oC a simulovaným spektrem pro zlaté částice s poloměrem 9 nm, ale při interpretaci obr. 22 upozorňujete na zvětšující se pás spektra odpovídající vzorku při teplotě 580oC (tedy jen nepatrně vyšší) v důsledků tání nanočástic a jejich slévání se ve vrstvu. Prosím, můžete toto protiřečení uvést na správnou míru?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová