Bachelor's Thesis

Transport Properties of Graphene Layers during Their Transfer

Final Thesis 5.99 MB

Author of thesis: Ing. Michal Gryga, Ph.D.

Acad. year: 2015/2016

Supervisor: Ing. Pavel Procházka, Ph.D.

Reviewer: Ing. Zuzana Lišková, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis is focused on the measurement of the transport properties of graphene, which was produced by chemical vapor deposition (CVD) method on a copper foil and subsequently transferred onto a silicon substrate covered by 280 nm of silicon dioxide. In this work we studied an influence of different types of copper etchants and influence of plasma cleaning of silicon substrates prior to the graphene deposition.

Keywords:

CVD, graphene transfer, copper etching, plasma cleaning, FET.

Date of defence

23.06.2016

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

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)

Supervisor’s report
Ing. Pavel Procházka, Ph.D.

Student se v rámci bakalářské práce aktivně podílel na výrobě grafenových vrstev metodou chemické depozice z plynné fáze na měděné fólii, jejich přenosu v různých rozpouštědlech mědi a měření jejich transportních vlastností. Vzhledem k samostatnému a snaživému přístupu studenta se podařilo vytvořit velké množství grafenových polem řízených tranzistorů a naměřit jejich transportní vlastnosti. Z těchto výsledků bylo určeno nejvhodnější rozpouštědlo mědi, které nejméně ovlivňuje pohyblivost nosičů náboje přenášené grafenové vrstvy. Všechny cíle bakalářské práce byly bez pochyby splněny.
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 B
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

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

Bakalářská práce Michala Grygy se zabývá vlivem různého typu rozpouštědel mědi a čištění substrátů na kvalitu grafenových vrstev vyrobených CVD metodou.

Rešeršní studie je pěkně zpracovaná, student zde popisuje elektrické transportní vlastnosti grafenu v zapojení jako polem řízený tranzistor. Dále rozebírá metody přípravy grafenu, kde je obsahově největší část věnována chemické depozici z plynné fáze a růstu na různých kovech s porovnáním kvality takto získaného grafenu. Experimentální část se poté věnuje přenosu grafenu na nevodivý substrát s použitím různých rozpouštědel mědi. Je vidět, že samotný experiment je už ze své podstaty velice náročný na vytvoření struktur, které jsou funkční (a je na nich tedy možné měřit transportní vlastnosti grafenu), protože pro jejich vytvoření je nutné použít velký počet dílčích kroků. I přes velké technické obtíže se studentovi podařilo takovéto vzorky vytvořit, což hodnotím pozitivně. Výsledky studie transportních vlastností, která byla provedena po přenosu grafenu na substrát, pak jasně ukazují, které rozpouštědlo je vhodnější.

Co se týče formálních nedostatků práce, tak uvedu, že v úvodu předložené práce zcela chybí informace o zaměření práce. Čtenář je tedy až do experimentální části ve třetí kapitole držen v nevědomosti co se týče předmětu zkoumání. Z dalšího textu pak není zcela jasné, pravděpodobně z důvodu nešťastně umístěné citace, jestli byly grafenové vrstvy připravené samostatně studentem v rámci experimentální práce nebo ne.

V práci se na mnoha místech vyskytují nešikovné formulace, občasné překlepy (např. hned v názvu části 1.1 „Strukutra“ místo „Struktura“), některé z obrázků v úvodních kapitolách jsou pravděpodobně převzaty či upraveny z literatury a nejsou náležitě ocitovány. Označení délky L a šířky W struktury na obrázku 3.1 není správné a odporuje obrázku 1.3. Na schématu zapojení na obrázku 3.2b zcela chybí měřená struktura, tím pádem se mi zdá nesmyslný. V textu jsou také některé jazykové nebo stylistické chyby, např. nesprávně vyskloňované slovo „plazma“ (na mnoha místech textu) nebo chybějící mezery u jednotek (např. 80 % O2 str. 16 a 19).

I přes uvedené nedostatky a nejasnosti musím konstatovat, že cíle a požadavky práce byly splněny bezezbytku, a studie rozpustnosti mědi v různých roztocích bude přínosná pro další výzkum grafenu.
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 B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. 1. V jakém smyslu jsou vzorky funkční a na kolika z těchto funkčních vzorků byla měřena charakteristika rezistivity na hradlovém napětí? V grafech na obrázcích 3.5 a 3.7 to není zřejmé – jsou to nejlepší výsledky, a pokud ano, jsou jednotlivé vzorky vzájemně srovnatelné?
  2. 2. Je možné použít jiný postup, který by zlepšil vlastnosti přenesené vrstvy z roztoku chloridu měďnatého?
  3. 3. Jak ovlivní koncentrace roztoku kyseliny fosforečné a velikost aplikovaného napětí kvalitu výsledku při elektrolytickém čištění měděné folie?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová