Master's Thesis

Depositon Ga and GaN nanostructures on graphen substrate

Final Thesis 8.02 MB

Author of thesis: Ing. Veronika Hammerová

Acad. year: 2016/2017

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

Reviewer: Ing. Rostislav Váňa

Abstract:

This diploma thesis is focused on deposition Ga and GaN structures on graphene fabricated by method of mechanical exfoliation. For mechanical exfoliation was used new
method with using DGL Gel-Film with kinetically controlled adhesion. Ga is deposited
by Molecular beam epitaxy with using effusion cell in UHV conditions. GaN was obtained by post-nitridation of Ga islands. These structures were investigated with optical
microscope, SEM, Raman spectroscopy and photoluminiscence.

Keywords:

graphene, gallium, gallium nitride, Molecular beam epitaxy

Date of defence

21.06.2017

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (M2A-P)

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. RNDr. Eduard Schmidt, CSc. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Jindřich Mach, Ph.D.

Studentka se v rámci diplomové práce aktivně podílela na realizaci experimentů směřujících k  růstu Ga a GaN nanostruktur na grafenový substrát. V rámci diplomové práce byly připraveny ultratenké vrstvy Ga a GaN na grafenový substrát připravený metodo mechanické exfoliace za různých teplot substrátu. Struktury byly připravovány užitím efuzní cely a zdroje iontů o nízké energii v UHV podmínkách. Tyto vzniklé ultratenké vrstvy byly studentkou analyzovány užitím metod SEM a Ramanovou spektroskopií. Navíc během práce bylo účelně užito unikátní zařízení kombinující Ramanovu spektroskopii a SEM. Výsledky budou využity k přípravě a studiu GaN nanostruktur na grafenovém substrátu a budou publikovány v odborném časopise. Práce studentky byla intenzivní, samostatná a přesahovala rámec zadání. Proto lze konstatovat, že studentka splnila všechny úkoly zadání. Projevoval nadměrný zájem o danou problematiku a při práci si počínal snaživě.
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 A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Rostislav Váňa

Diplomová práce Veroniky Hammerové se zabývá depozicí Ga a GaN struktur na grafen splnila všechny požadavky a cíle, které byly stanoveny.
Diplomová práce je rozdělena do 5 kapitol, ze kterých jsou tři teoreticky a dvě prakticky zaměřené.
V první kapitole teoretické části autorka píše o vlastnostech grafenu, což už měla ve své bakalářské práci, a tudíž se mohla na tuto kapitolu jen odkázat. V dalších kapitolách již ale čtivou formou zpracovává jak teoretické informace, tak praktické znalosti. Autorka z části využívá získané vědomosti ze zahraničí (přenos mikrostruktur pomocí DGL Gel-Filmu) a z části dobře zavedených metod používaných na VUT (Depozice Ga). Část textu se věnuje také experimentálním metodám použitým k inspekci vzorků, ale ne všechny mají vlastní kapitolu. Například fotoluminiscence, jako hlavní inspekční metoda růstu GaN na grafenu, je pouze zmíněna v textu a určitě by si zasloužila vlastní kapitolu. V Ramanovské spektroskopii autorka využívá single point měření na získání spekter z nanostruktur, což je poněkud nešťastné z důvodu, že si nemůže být jistá, že svazek v danou chvíli na nanostrukturu míří. Navíc tímto druhem měření autorka rozporuje výsledky práce p. Bárdyho, který měření prováděl jinak. Bohužel toto autorka více nerozebírá, což hodnotím negativně.
Co ale hodnotím velice kladně je text, který je velice čtivý a jen s pár překlepy. Obrázky jsou velice ilustrativní a velmi dobře popsány.
Ke konci práce chybí celková diskuze nad diplomovou prací, kde by autorka mohla shrnout přínos své práce pro výzkum či využitelnost pro technologie. V závěru pouze shrnuje výsledky dosažené v rámci své práce, ale nedokáže svou práci ‚prodat‘.
Práci s literaturou musím ohodnotit známkou C, protože se autorka dopustila několika chyb, které jsou do očí bijící. Za prvé necitovala publikaci, která je v úvodu psána jako základní literární pramen. V seznamu literatury jsou faktické chyby. Například se u některých citací objevují jakési zkratky na konci citace, text někdy přetéká stránku, některé zdroje jsou na internetu nedohledatelné či chybí odkaz, pokud je to internetový zdroj.
Každopádně je tato práce svou kvalitou nadprůměrná, ale s jistými chybami. Doporučuji k obhajobě s výslednou známkou B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. Dotazy k praktické části: Čím si vysvětlujete, že jste naměřila úplně opačné výsledky ohledně SERS Ga na grafenu než pan Bárdy, na kterého se odkazujete? Která metoda měření Ramanovské spektroskopie – mapping/ single point spektra – je pro single-particle SERS experiment vhodnější a proč? Proč jsou data na obrázku 5.10 násobeny konstantou a ne normovány k intenzitě D píku? Jak by spektra vypadala, kdyby se toto normování provedlo? Dotazy k teoretické části: Jak jinak lze posunout Fermiho hladinu u grafenu než dopováním? Čím je způsobena různá intenzita píků v Ramanově spektru molekuly? Z jakého důvodu se mění tvar a poloha 2D-píku při zvyšování počtu vrstev grafenu?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová