Master's Thesis

Study of thin films of molecular nano-magnets prepared by Langmuir-Blodgett technique and drafting of an adapted Langmuir trough

Final Thesis 8.86 MB Appendix 820.88 kB

Author of thesis: Ing. Jan Vaverka

Acad. year: 2016/2017

Supervisor: Dr. Mgr. Jiří Novák, Ph.D.

Reviewer: doc. Dr. Ing. Petr Neugebauer, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis focuses on studies of deposition of molecular nanomagnets doubledecker dysporsium phtalocyanine via Langmuir-Blodgett method. The thesis describes the influence of deposition parameters on structure of deposited molecular layer of doubledecker dysporsium phtalocyanine. The prepared molecular layers are analysed by X-ray reflectivity and Atomic force microscopy. Moreover, the proposal of structural changes of KSV Minimicro instrument, used for Langmuir Blodgett deposition, is described. The intended result is Langmuir trough of bigger dimensions than the recent one, which would enable to distribute molecular layers numbering about magnitude of hundreds.

Keywords:

Langmuir-Blodgett method, deposition equipment, doubledecker dysprosium phtalocyanine, thin layers, morphology, x-ray reflectivity, atomic force microscopy

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
Dr. Mgr. Jiří Novák, Ph.D.

Student, Bc. Jan Vaverka se v rámci diplomové práce zabýval depozicí uspořádaných mnohovrstev molekul molekulárního nanomagnetu (MN) tetrabutylammonia-bis(ftalocyaninu) dysprosia (CuPc2) metodou Langmuira-Blodgettové (LB) a dále návrhem upravené verze Langmirovy vaničky kompatibilní se stávajícími komponentami depoziční aparatury na Masarykově univerzitě (MU). Obou částí práce se student ujal iniciativně a kreativně. V konstrukční části samostatně připravil výkresy nové verze vaničky podle požadavků a modifikacemi pružně reagoval na nové okolnosti, které se objevovali při komunikaci s dílnou na pracovišti a s potenciálními dodavateli komponent. Provedl též analýzu vhodnosti materiálů s ohledem na požadované vlastnosti vaničky (např. tepelná vodivost a stabilita). Sám též provedl průzkum trhu za účelem minimalizace cen dodaných materiálů a komponent. Konstrukční návrh diplomant v požadovaném čase přivedl do stádia realizovatelnosti, ale k výrobě vaničky nebylo přistoupeno kvůli nákupu analogického kompletního nového zařízení na pracoviště vedoucího DP.
V části práce týkající se depozice vrstev MN si diplomant též počínal samostatně. Všímal si různých faktorů ovlivňujících kvalitu depozice a kreativně řešil problémy, či řešení navrhoval pokud nebyla okamžitě možná (např. řešení problému s odparem kapalné subfáze na níž spočívají molekuly při depozici metodou LB, viz závěr DP). Analýzu dat z rtg difrakce a mikroskopie atomových sil provedl diplomant dle pokynů a zapracoval do textu DP. Je třeba ocenit diplomantovu schopnost dodržování časového plánu a schopnost vytyčit si vlastní dílčí cíle při práci. Menší stylistické a grafické úpravy v textu DP na základě návrhů vedoucího byly ve značné míře rychle provedeny. Všechny cíle DP byly splněny a výsledky práce a poznatky pana Bc. J. Vaverky jsou přínosem pro výzkumnou skupinu na MU, v níž diplomant pracoval, a pro místní laboratoř.
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

Jan Vaverka se svou diplomovou praci zabyva studiem depozice molekularnich nanomagnetu pomoci Langmir-Blodgett metody. Po kratkem uvodu k diplomove praci nasleduje cast, pojednavajici o pouzitych experimentalnich metodach, princip depozice Langmuir-Blodgett metodou, vyuziti Rentgenove reflectivity a atomarni mikroskopie (AFM) ke studiu deponovanych vrstev molekularniho “single ion magnetu”, DyPc2. V experimentalni casti, se pak systematicky zabyva depozicemi a jejich charakterizaci pouzitim vicenasobneho nanaseni DyPc2. V praci postradam trosku vetsi uvod k pouzivanym molecularnim magnetum, autor se hbite vyhyba jejich delnejsimu popisu. V posledni casti se Jan Vaverka venuje navrhu nove depozicni aparatury, ktera by umoznovala vicenasobne depozice. Z duvodu uvolneni penez na zakoupeni komercni aparatury nebyl nakonec predkladany navrh bohuzel realizovan. V zaveru prace bych ocekaval trosku vetsi diskuzi nad dosazenymi vysledky.
Autor splnil veskere pozadavky zadani a predlozenou diplovou praci proto doporucuji ji k obahojobe.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
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. 1. Objasneni nejlepsiho spectra / nejlepsi depozice, Obrazek 3.10. Co se stalo, nebo mohlo vest k tomu, ze u 13 zaberu je dosazeno nejlepsiho vysledku?
  2. 2. Zdroje X-ray zareni. Jake se pouzivaji ve vede a i treba v lekarstvi? Jaky je princip generovani x-ray zareni? Jake jsou jejich spektralni vlastnosti?
  3. 3. Molecularni magnety. Jake jsou jejich hlavni charakteristiky v porovnani s klasickymi magnety? Objasneni jejich hystereznich smycek, treba na prikladu Mn12Ac?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová