Bachelor's Thesis

Design of the carbon atomic source for deposition of graphene in UHV

Final Thesis 6.92 MB Appendix 1.96 MB

Author of thesis: Ing. Vojtěch Čalkovský

Acad. year: 2015/2016

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

Reviewer: doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the design of the atomic carbon source for deposition of graphene layers in UHV conditions. In the first part are briefly described the problems of epitaxial growth, the theory of atomic beams and theory of sublimation. The second part is aimed on graphene description, namely on his properties and on the growth of graphene layers, especially by molecular beam epitaxy. The third part contains brief description of detection and analysis methods of carbon atomic beams. In the practical part of this bachelor's thesis the design and the numeric calculations were made in Simion 8.0 and EOD program. Afterwards the atomic carbon source was constructed. In the conclusion are discussed the obtained results.

Keywords:

GRAPHENE, MOLECULAR BEAM EPITAXY, CARBON SUBLIMATION SOURCE, RAMAN SPECTROSCOPY, HOPG, EOD, SIMION

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
doc. Ing. Jindřich Mach, Ph.D.

Student se v rámci bakalářské práce aktivně podílel na návrhu zdroje atomů uhlíků sloužící k studiu  růstu grafenové vrstvy. V rámci bakalářské práce byly provedeny simulace optimálních trajektorií elektronů v programech Simion a EOD, které slouží k lokálnímu ohřevu HOPG elementu. Následně byl vyhotoven 3D model a 2D výkresová dokumentace, která sloužila k výrobě zdroje atomů. Práce studenta byla intenzivní a snaživá. Proto lze konstatovat, že student splnil všechny úkoly zadání. Projevoval nadměrný zájem o danou problematiku.
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 A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Cílem této práce bylo zkonstruovat, vyrobit a otestovat zdroj atomárního svazku uhlíku. První dva cíle se podařilo realizovat. Testování zdroje nebylo realizováno, pravděpodobně v důsledku větší časové náročnosti návrhu a simulace zdroje, než bylo původně očekáváno. V práci jsou uvedeny výsledky simulací elektronového svazku a šíření tepla, které byly z části realizovány ve spolupráci s dr. Zlámalem. Autor podrobně v textu rozebírá možné chování atomárního zdroje a navrhuje originální konstrukční řešení. Kromě této praktické části je v práci uvedena podrobná rešerše různých metod přípravy grafenu. Vzhledem k rozsahu konstrukčních prací, samostatné, aktivní a tvůrčí činnosti autora považuji tuto práci za velmi zdařilou, doporučuji ji k obhajobě a i přes nedokončené testování zdroje navrhuji hodnocení stupněm A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. 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 A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Na straně 40 je uvedena teplená vodivost jednotlivých grafenových vrstev a předpokládá se, že tato vodivost je stejná i pro podélný směr v grafitovém terči. V kolmém směru se předpokládá, že vodivost je více jak 200 krát menší. Je tento těžko uvěřitelný předpoklad správný? Z výsledku simulace teplotního pole je pak provedeno konstrukční opatření snižující přenos tepla na držák terče. Pokud by tepelná vodivost nebyla tak rozdílná, jak by se toto konstrukční opatření změnilo?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová