bakalářská práce

Analýza jednorozměrných struktur pomocí Kelvinovy silové mikroskopie

Text práce 5.74 MB

Autor práce: Ing. Martin Kovařík, Ph.D.

Ak. rok: 2016/2017

Vedoucí: prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Miroslav Bartošík, Ph.D.

Abstrakt:

Tato práce se zabývá využitím Kelvinovy silové mikroskopie (KPFM) při analýze 1D nanostruktur, konkrétně germaniových nanodrátů a nanotrubic ze sulfidu wolframičitého (WS2). První část této práce je věnována možnosti detekce zlatých nanočástic na germaniových nanodrátech a také analýze relevantnosti KPFM metody při měření za různých vzdušných vlhkostí. Druhá část je věnována měření změn povrchového potenciálu WS2 nanotrubic způsobených interakcí se světlem. Výsledkem této práce je zjištění, že relativní změny povrchového potenciálu lze pomocí KPFM měřit i za atmosférické vlhkosti, a této znalosti je využito při zkoumáni interakce WS2 nanotrubic s monochromatickým světlem. Experiment ukázal, že nanotrubice pokryté zlatými nanočásticemi vykazují při interakci se světlem o dané vlnové délce opačné změny povrchového potenciálu než nemodifikované nanotrubice, což ukazuje na odlišné fyzikální procesy v nich probíhající.

Klíčová slova:

Kelvinova silová mikroskopie, KPFM, nanodráty, nanotrubice, zlaté nanočástice, sulfid wolframičitý, WS2

Termín obhajoby

09.06.2017

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (B-FIN)

Složení komise

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)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Martin Kovařík začal na tématu bakalářské práce pracovat již ve druhém ročníku, velmi brzy se osamostatnil a zvládl poměrně obtížnou techniku Kelvinovy silové mikroskopie. Byl schopen realizovat měření navrhovaná vedoucím, dařilo se mu získaná data fyzikálně interpretovat. Text předložené bakalářské práce jsem nebyl nucen výrazně korigovat, jedná se dle mého názoru o práci výrazně nadprůměrné úrovně, kterou hodnotím stupněm A.
Kritérium hodnocení Známka
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 A
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
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Cílem práce bylo naučit se používat KPFM a měřit povrchový potenciál Ge nanodrátů a WS2 nanotrubic, což bylo splněno. V případě Ge nanodratů, byla sledována odlišnost potenciálu od Si substrátu a segregovaných Au nanočástic a také zlepšení kontrastu snížením relativní vlhkosti. V případě WS2 nanotrubic byla pozorována změna potenciálu vlivem osvětlení laserovým svazkem. Závěry z měření jsou prezentovány stručně a jasně.

K práci mám pouze následující připomínky:
(1) V popisu experimentu by bylo vhodné uvést bližší údaje o materiálu hrotu, především krycí vrstvě, neboť KPFM snímá kontaktní rozdíl potenciálů, vzorku a hrotu.
(2) Z důvodů hlubší analýzy výsledků by bylo vhodné prostřednictvím rešerše porovnat výstupní práce zkoumaných materiálů a diskutovat se získanými výsledky.
(3) Tvrzení, že v případě WS2 nanotrubic pokrytých zlatem (obrázek 4.5) došlo ke „zvětšení potenciálového rozdílu“ je vzhledem ke značnému překryvu chybových úseček odvážné a uvítal bych alespoň přibližný odhad pravděpodobnosti, se kterou je takové tvrzení správné.
(4) Kapitola 3.2. působí nadbytečně, vzhledem k tomu, že měření nakontaktovaných nanodrátů, nebylo prováděno.

Celkově je však práce na velmi vysoké úrovni a hodnotím ji stupněm A.


Otázka k obhajobě:

Jak je Váš fyzikální názor na měření v obrázku 3.8., kdy se rozdíl potenciálu Au nanočástic a substrátu s rostoucí relativní vlhkostí nemění?
Kritérium hodnocení Známka
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 A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová