Bachelor's Thesis

Organic materials for molecular quantum bits: deposition and chemical and morphological analysis

Final Thesis 9.41 MB

Author of thesis: Ing. Mojmír Komora

Acad. year: 2015/2016

Supervisor: prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

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

Abstract:

This bachelor thesis deals with an experimental preparation and analysis of ultra thin films of iron phtalocyanines on silicon substrates with goal to describe parameters of films prepared under different conditions, e.g deposition time or substrate temperature. Preparation of samples was done using MBE method under conditions of ultrahigh vacuum in vacuum chamber. Analysis of chemical composition and morfology of prepared films was done with methods of X-ray Photoelectron Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy, respectively.

Keywords:

Phtalocyianine, qubit, thin fim growth, XPS, AFM, SEM, MBE, UHV

Date of defence

22.06.2016

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
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá depozicí a chemickou a morfologickou analýzou organických materiálů (kovových derivátů pthalocyaninu) deponovaných na povrch křemíkových substrátů pomocí tří metod: rentgenové fotoelektronové spektroskopie, rastrovací elektronové mikroskopie a mikroskopie atomárních sil. Výsledkem bakalářské práce je několik sérií vzorků, ve kterých se sleduje vliv množství deponovaných molekul a teploty substrátu. Mohu tedy konstatovat, že požadavky na bakalářskou práci byly výrazně překročeny a výsledky poslouží jako solidní základ pro další vědeckou práci. Student, Mojmír Komora, procoval samostatně, s vysokým nasazením a s nadšením pro studovanou problematiku. Po obhajobě bakalářské práce bude připravena nová série vzorků, jejichž magnetické a spinově-koherenční vlastnosti budou změřeny  na partnerské instituci, University of Stuttgart, s jejímž zařízením se Mojmír Komora seznámil během své týdenní stáže již v průběhu bakalářského studia.
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

Bakalářská práce se zabývá depozicí a analýzou organických materiálů pro molekulární kvantové bity v UHV podmínkách. V první kapitole jsou popsány základní principy kvantových počítačů. Kapitola je velmi dobře čtivá, nicméně velmi stručná. Dle mého názoru by bylo vhodné, kdy by se v práci nacházel přehled dosažených výsledků v oblastech kvantových počítačů a depozic organických materiálů. V kapitole jsou popisky u Obr.1.1. v anglickém jazyce a u Obr.1.2.  chybí přiřazení k popisu obrázků.
Druhá kapitola se věnuje teoretickému popisu ultratenkých vrstev. Kapitola je také čtivá a přehledně napsána. Bohužel i zde se nachází pár překlepů (str.10).
Třetí kapitola je svým charakterem velmi podobná druhé a věnuje se přípravě ultratenkých vrstev. Autor by mohl zvážit spojení těchto celků v jeden. V této kapitole se autor dopouští drobných nepřesností jako například: spojením turbomolekulární a rotační vývěvy lze dosánout tlaku 10-4 Pa (str.11), maximální teplota užití PBN 1400oC. U obr. 3.2 je špatné označena pozice kolimátoru u efuzní cely. Dále v rámci čtvrté kapitoly autor pokračuje v popisu běžných metod sloužící k analýze ultratenkých vrstev. Zde je velmi chaoticky popsán proces zobrazování užitím detektoru BSE (str. 21) a na obr.4.5 jsou nečitelné popisky. Nicméně pěkně čtenáře zavádí do problematiky analýzy povrchu organických ultratenkých vrstev. Pátá kapitola je experimentálního charakteru a je věnována přípravě vrstev FePc. Kapitola je z hlediska experimentů velmi zajímavá, nicméně zpracování výsledů by si založilo vice pozornosti. V textu i v popisech obrázků jsou často uvedeny anglické názvy. Původ některých závislostí je zastřen tajemstvím, jako například objevení sekundárního dusíku (5.11). U měření SEM a AFM chybí označení obrázku (čtenář muže jen hádat k jakým časů naleží jaká morfologie).
I přes drobné formální nesrovnalosti a chaos v prezentaci závěrečných měření, hodnotím práci za velmi zdařilou. Student musel řešit množství zajímavých problémů spojených s problematikou UHV a depozicí organických materiálů. Praktická část práce je optimálního rozsahu a velmi zajímavá. Z těchto důvodů doporučuji bakalářskou práci k obhajobě, a pokud student odpoví na doplňující dotazy, navrhuji hodnocení stupněm B.
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 B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. V kapitole 4. popisujete metodu XPS, můžete stručně popsat jak se dá pomocí zmíněné metody zjistit tloušťka vrstvy?
  2. Jelikož v práci chybí souhrn prací provedených na poli depozice organických vrstev vhodných pro kvantové počítače, můžete nastínit dosažené výsledky v této oblasti?
  3. Můžete ukázat, jak jste získal intenzitu „sekundárního dusíku“?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová