Bachelor's Thesis

Growth ultrathin of layers Au

Final Thesis 18.7 MB

Author of thesis: Ing. Jiří Beránek

Acad. year: 2010/2011

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

Reviewer: prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Abstract:

The aim of this thesis is to study growth of ultrathin gold layers prepared by MBE (Molecular beam epitaxy) in UHV conditions. Differently modified sillicon served as a substrate  and depositions were done at different temperatures of a substrate. Samples were analyzed by ToF LEIS for thickness, morfology was examined by SEM and AFM. X-ray photoelectron spectra were taken for chemical analysis. Gathered data together with their evaluation contribute to description and understanding of some processes during deposition and subsequent exposure of the sample to high temperatures. Experimental data and conslusions also prowide basis for further experiments and development of potential applications.

Keywords:

Au, Si, MBE, LEED, ToF, AFM, UHV

Date of defence

21.06.2011

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

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)

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

Student se v rámci bakalářské práce aktivně podílel na přípravě ultratenkých vrstev Au připravovaných na různě modifikované povrchy substrátů Si. V rámci bakalářské práce byla provedena kalibrace fuzní cely poskytující atomární svazky Au. Byl studován vliv Si substrátů na růst Au užitím metod XPS, SEM a AFM.  Studen svou prací položil základy depozice Au pomocí napařování na Ústavu fyzikálního inženýrství v Brně. Výsledky budou využity k přípravě uspořádaných zlatých nanostruktur na povrchu a k přípravě polovodičových nanovláken. Práce studenta byla intenzivní samostatná a přesahovala rámec zadání. Proto lze konstatovat, že student splnil všechny úkoly zadání, projevoval zájem o danou problematiku, občas působil zbrklým dojmem nicméně při práci si počínal snaživě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
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 C
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: B

Předložené práci Jiřího Beránka lze vytknout zejména absenci rešeršní studie chování zlata na povrchu Si, která je uvedena mezi cíli práce. Úvodní teoretická část je zbytečně obsáhlá, autorova snaha do ní zahrnout maximum dosažených znalostí se mi jeví jako kontraproduktivní (proč zmínka o eutektické teplotě na str. 33?). Zejména tendence neustále obměňovat použité výrazy vede k horší srozumitelnosti textu a často je vyloženě násilná (sférický objekt místo koule). Autor mění i zavedené výrazy a občas se ve výkladu sám ztrácí (definice růstových módů na str. 15 je špatně, neboť v odpovídajících textech není rozdíl a popisují jinými slovy to stejné). Práce obsahuje překlepy, zejména při použití slov přejatých z angličtiny (cantiliver, chanelltron atd.) – navíc se tyto dají nahradit českými výrazy a jejich použití je tudíž zbytečné. Rovnice 1.5 je špatně, hodnotou 1exp5 by se mělo dělit.   Po formální stránce je ještě nutné vytknout práci s citacemi, jež nebyly podle žádného klíče srovnány a navíc dvě ([5,17]) nejsou citovány vůbec. Naopak odstavec o Ostwaldově zrání by si citaci zasloužil, autor by navíc zjistil, jak se správně jméno tohoto fyzika píše. Za podstatnou chybu pokládám také fakt, že některé obrázky autor komentuje, aniž by je přímo citoval (Obr. 5.3, 5.7), a některé dokonce nekomentuje a necituje vůbec (Obr. 5.6, 5.9, 5.11).

Přes tyto nedostatky je z experimentální části práce patrné, že autor zvládl náročnou práci s ultravakuovou aparaturou, napařovacími celami a některými analytickými technikami. V případě XPS měření se dokonce pustil do fitování naměřených spekter. Proto pokládám za velkou škodu, že experimentální část není obsáhlejší, ideálně na úkor části teoretické. Provedené experimenty jsou hodnotné a jejich rozsah je rozhodně nad rámec obvyklé bakalářské práce. V diskusi experimentálních výsledků mi chybí jakýkoliv komentář k obrázkům získaným AFM (Obr. 5.6) a vysvětlení nesouhlasu měření vzorku Si dH za 400 °C pomocí AFM a SEM (Obr. 5.5a a 5.6a). Rozpor je i v obrázcích 5.4b a 5.5a (pokud nejsou přehozené) – za vyšší teploty by ostrůvky zlata měly být větší. Normování XPS spekter nepovažuji za úplně šťastné, zejména když není uvedeno, k čemu byly normovány (např. Obr. 5.10 je poté matoucí a čtenář získá dojem, že na vzorku SiO2 je zlata za vyšších teplot nejvíce, což není pravda). Autor se správně zamýšlí nad posuvy v XPS spektrech a vyvozuje z nich dle mého názoru korektní závěry. Škoda, že fitovací procedura na Obr. 5.12 nebyla dovedena do konce – v obrázku chybí fit, dle kterého by se dalo na přítomnost silicidu usuzovat.

Je nepochybné, že autor prokázal schopnosti nutné k získání titulu bakalář. Po zodpovězení otázek práci doporučuji k obhajobě s hodnocením C.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
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 D
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. 2. V práci není vůbec komentován Obr. 5.11. Prosím o nápravu.
  2. 1. Vzhledem k nepřítomnosti rešeršní studie systému Au/Si v práci bych poprosil o její krátkou prezentaci. Autor zvažuje možnost tvorby silicidů na základě rozšiřování píku Si 2p. V XPS spektrech na Obr. 5.1 a 5.3 dochází i k posuvu píku Au 4f. Je zde nějaká souvislost s tvorbou silicidu a posunem píku ?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová