Master's Thesis

Application of Graphene Membrane in Nanoelectronic Devices

Final Thesis 8.06 MB

Author of thesis: Ing. Lukáš Kormoš, Ph.D.

Acad. year: 2014/2015

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

Reviewer: doc. Ing. Jana Drbohlavová, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis is focused on the applications and fabrication of graphene membrane from graphene prepared by the chemical vapor deposition. Theoretical part deals with transport properties of the graphene and multiple scattering processes limiting the charge carrier mobility in this material. Included is short review of graphene membrane applications. Experimental part provides fabrication process for achieving suspended graphene device by utilizing electron beam lithography, focused ion beam, chemical etching and patterning of graphene. Graphene membrane is characterized by transport properties measurement and compared to non-suspended graphene.

Keywords:

graphene, graphene membrane, chemical vapor deposition, CVD, electron beam lithography, EBL, transport properties

Date of defence

23.06.2015

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)

Ve své diplomové práci se Lukáš Kormoš zabýval výrobou a charakterizací transportních vlastností CVD grafénových membrán, což se podařilo úspěšně zvládnout. Oceňuji především, že při výrobě poprvé na ÚFI použil metodu chemického podleptání litograficky již vytvarovaného grafenu, což je postup, který lze výhodně použít pro velké množství elektronických aplikací grafenových membrán. Celý postup výroby je v práci přehledně a podrobně popsán. Rešeršní část se vhodně zaměřuje na rozptylové procesy v grafénu a aplikace grafenových membrán, kde se autor opírá především o původní zdroje. Navzdory tomu, že připravené grafénové membrány zatím nevykázaly výrazně lepší transportní vlastnosti než referenční grafén na povrchu oxidu křemičitého, autor odvedl vynikající práci, jejíž výsledky jsou již dnes přínosné z hlediska aplikací membrán v senzorech, případně rezonátorech. Z odborného hlediska hodnotím práci jako výbornou.
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 B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Diplomová práce pana Bc. Kormoše obsahuje kvalitně zpracovanou rešerši relevantní k danému tématu, a to zejména o fyzikálních vlastnostech grafenu a grafénové membrány a jejich potenciální využití. Práce je psána srozumitelně, s minimem pravopisných a typografických chyb, úroveň angličtiny je tedy velmi dobrá. Členění textu je logické, jednotlivé kapitoly jsou vhodně provázány odkazy a doplněny referencemi z uznávaných vědeckých časopisů. Velmi kladně hodnotím i grafické zpracování práce.
Experimentální část je věnována problematice výroby zavěšené grafénové membrány v konfiguraci FET. Student detailně popsal možná rizika při výrobě a nastínil optimalizaci jednotlivých kroků, tak aby nedocházelo k poškození membrány.
Celkově hodnotím práci jako vynikající.
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 A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. V práci je vhodné sjednotit jednotky pro tlak – někdy student používá bar jindy Pa. U molekulové hmotnosti polymerů (PMMA) jednotky chybí. U citace 49 nejsou uvedeni autoři. Na str. 47 u obr. 5.7d uvádíte, že možnou přítomnost, resp. rozměry vodivých kanálů u poškozené membrány nelze dokázat pomocí SEM. Je možné vizualizovat rozměry těchto vodivých kanálů pomocí jiné techniky?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová