Master's Thesis

Characterization of semiconducting nanowires

Final Thesis 9.34 MB

Author of thesis: Ing. Karel Novotný

Acad. year: 2014/2015

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

Reviewer: Ing. Jan Grym, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis is focused on characterization of semiconductive nanowires. Theoretical part of thesis deals with basic physical properties of TiO2 and a search of selected properties of titanium dioxide nanostructures is preseted. The experimental part describes several spectroscopic measurements carried out with complex of TiO2 nanowires. The influence of gold nanoparticles (deposited on the nanowire surface) on sample properties is also tested. The final part of thesis is devoted to methodology for measurement of electrical properties. These experiments are carried out only with one nanowire. Focused electron beam induced deposition (resp. Focused ion beam induced deposition) and electron lithography are utilized.

Keywords:

TiO2 nanowires, spectroscopic measurements, gold nanoparticles, electrical properties of nanowires.

Date of defence

22.06.2015

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

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

Karel Novotný začal na své diplomové práci pracovat v posledním roce studia, na jejích výsledcích to však není znát. Podařilo se mu, zejména díky nadšení pro zadaný problém, splnit všechny cíle práce. Dokázal vhodně reagovat na problémy, na které během práce narazil, vyvozoval relevantní závěry a sám si plánoval další experimenty. Velice rychle se učil novým experimentálním technikám, zejména rychlé zvládnutí elektronové litografie a její aplikace pro kontaktování jednotlivých nanovláken je obdivuhodné. Práce je originální zejména použitím měřících technik, se kterými nejsou na našem pracovišti praktické zkušenosti. Text bylo potřeba korigovat pouze minimálně, zejména s ohledem na diplomantovu snahu přenést všechny získané vědomosti na papír.
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 B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jan Grym, Ph.D.

Karel Novotný se v diplomové práci zabýval charakterizací nanodrátů TiO2 a Ge. Práce je přehledně uspořádána a z typografického hlediska je na vysoké úrovni s velmi malým množstvím chyb a překlepů. V teoretické části autor popisuje vlastnosti TiO2 a jeho nanostruktur. Zaměřuje se na rozbor krystalové a pásové struktury a bodových defektů. Následuje stručný nástin mechanismů růstu nanodrátů a popis jejich fyzikálních vlastností s důrazem na elektrické a optické vlastnosti. Rozsah této kapitoly je přiměřený a ukazuje na to, že je autor schopen analyzovat odbornou literaturu a zaměřit se na části, které jsou důležité pro řešení zadaného úkolu. V experimentální části jsou standardním způsobem shrnuty výsledky měření, ze kterých jednoznačně vyplývá, že autor věnoval experimentům značné úsilí.

Karel Novotný se úspěšně zhostil všech úkolů uvedených v zadání diplomové práce. Navržené technologie přípravy kontaktů jsou přenositelné i na jiné materiálové systémy. Práce přináší zajímavé původní výsledky. Doporučuji ji k obhajobě a navrhuji ohodnocení stupněm výborně.

K práci mám následující připomínky:

Chybný odkaz na obrázek 1.7, který je ve skutečnosti zřejmě obrázkem 1.4. Na tomto obrázku jsou tři spektra, popsána jsou jen dvě. Třetí spektrum patrně nemá s diplomovou prací souvislost, nicméně jej nelze nechat úplně bez popisu. (strana 8 a 9)

„titanové vakance způsobují dopování typu p“: Dopováním rozumíme obvykle úmyslné vpravení příměsí do struktury polovodiče. (strana 10)

U obrázku 2.6 jsou opět spektra při nižších teplotách, která nejsou nijak popsána. Spolu s tím, že je v obrázcích na ose x střídavě uváděna vlnová délka a energie, je pro čtenáře složité pochopit podstatu sdělení – dominanci defektního píku. (strana 17)

„na drátky se nachytalo“: formulace by měly odpovídat vědeckému stylu diplomové práce. (strana 34)
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 A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Zamyslete se nad jinými metodami kontaktování nanodrátů, např. hrotovými, a pokuste se porovnat jejich výhody a nevýhody s metodami použitými v diplomové práci.
  2. Pokuste se objasnit, proč nedošlo k depozici wolframu při interakci s elektronovým svazkem. V diplomové práci není uveden prekurzor, ze kterého byl wolfram deponován.

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová