Bachelor's Thesis

Preparation of surfaces with diffusion barrier for studying initial phase of semiconductor nanowire growth

Final Thesis 5.17 MB

Author of thesis: Ing. Michal Andrýsek

Acad. year: 2015/2016

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

Reviewer: Ing. Zuzana Lišková, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with preparation of surfaces with diffusion barriers for studying germanium nanowire growth. Semicondutor growth mechanism is explained as well as the role of diffusion barriers, such as graphene or aluminium oxide, during nanowire growth. Graphene was prepared using CVD method and aluminium oxide was prepared using ALD method. It is shown that nanowires could not grow on prepared samples with diffusion barriers on them.

Keywords:

nanowires, germanium, diffusion, graphene

Date of defence

23.06.2016

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)
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)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)

Michal Andrýsek přistupoval k vypracování své bakalářské práce zodpovědně. Podařilo se mu zvládnout práci na vakuové depoziční aparatuře, příkladně spolupracoval s Pavlem Procházkou na experimentech s depozicí grafénu. Připravené vzorky samostatně analyzoval na elektronovém mikroskopu. Text předložené práce je výsledkem zvýšeného úsilí studenta i školitele, práce poměrně přehledně ilustruje časovou i věcnou souvislost provedených experimentů.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
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 B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Zuzana Lišková, Ph.D.

Bakalářská práce Michala Andrýska se zabývá přípravou povrchů s difuzní bariérou pro studium růstu germaniových nanodrátů. Monovrstva grafenu a tenká vrstva oxidu hlinitého byly zvoleny, aby představovaly tuto bariéru.

V rešeršní studii student vysvětluje princip růstu germaniových nanovláken za pomoci zlatých kuliček a důležitost přítomnosti difuzních bariér. Dále v této části osvětluje princip výroby grafenu depozicí z plynné fáze. Experimentální část se poté věnuje především přípravě grafenu metodou depozice z plynné fáze na germaniu. Chybí zde (jako v celé práci u všech použitých přístrojů) zmínka o tom, kde byl tento růst realizován. Pokud v aparatuře na ÚFI, tak se domnívám, že v rámci této bakalářské práce byl učiněn první pokus o růst grafenu na germaniových substrátech v našich podmínkách. To samozřejmě s sebou nese nutnost zvýšeného úsilí při hledání vhodných parametrů pro růst a dosažený úspěch lze hodnotit pouze kladně. V další části jsou učiněny pokusy o růst germaniových ostrůvků a také nanovláken s použitím zlatých kuliček na vyrobeném grafenu a na vrstvě oxidu hlinitého. Zde, jak je v práci zmíněno, je třeba vhodné parametry pro růst teprve hledat.

Řazení podkapitol ke konci experimentální části na mne působí trochu zmateně a není jasné, jestli tyto kroky na sebe navazují. Použití vrstvy Al2O3 jako difuzní bariéry zde působí jako něco navíc, co ani nemá místo pro hlubší okomentování v teoretické části. V práci se na mnoha místech vyskytují nešikovné formulace či věty, v nichž chybí zájmena a části textu se tak stávají obtížně čitelnými. Také se objevují překlepy (např. hned na str. 2 „eletornika“ místo „elektronika“, na str. 7 „arna“ místo „zrna“), úplně zde chybí vysvětlení zkratek PVD a CVD na str. 3. Obrázek 2.3 je zřejmě převzatý a není náležitě ocitován; obrázky 2.2, 2.4 a 2.7 nejsou v češtině a odkaz na obrázek 2.1 v textu zcela chybí. Úprava jasu a kontrastu obrázků z rastrovacího elektronového mikroskopu by, pro lepší viditelnost, byla vhodná. Také by bylo příhodné odečíst pozadí v datech získaných měřením Ramanovy spektroskopie. Není také jasné, zda byla ověřena homogenita vrstvy na větší ploše (např. rastrovací Ramanovou spektroskopií).

I přes uvedené nedostatky a nejasnosti musím konstatovat, že zadané cíle práce byly z větší části splněny. Výsledky práce budou přínosné jak pro další výzkum růstu grafenu na germaniu, tak pro růst nanovláken.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
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. 1. Je možné či vhodné použít jako difuzní bariéru grafen vytvořený na mědi, který je následně přenesen na germaniový substrát? Pokud ne, tak proč?
  2. 2. Mohl byste lépe vysvětlit princip rozptylu fotonů při měření Ramanovy spektroskopie na grafenu? V tomto případě nesouvisí tak úplně s vibračními a rotačními stavy molekul.
  3. 3. Volbou vhodnějších parametrů při zobrazení grafenu v rastrovacím elektronovém mikroskopu je možné získat lepší kontrast grafenu vůči substrátu a zviditelnit ho tak. Které parametry by bylo vhodné upravit?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová