bakalářská práce

Růst 3D struktur na keramických substrátech indukovaný elektronovým svazkem

Text práce 6.72 MB

Autor práce: Ing. Kristýna Bukvišová

Ak. rok: 2016/2017

Vedoucí: doc. Ing. David Salamon, Ph.D.

Oponent: prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Abstrakt:

Vystaví-li se vzorek působení elektronového svazku, dojde na jeho povrchu ke strukturním změnám. Jednou z těchto změn je vertikální růst 3D struktur na keramických materiálech.
V práci jsou zkoumány podmínky nutné pro takový proces. Nárůst teploty často zapříčiní povrchové změny, proto je v práci proveden výpočet ohřevu materiálu elektronovým svazkem.
Dále je zkoumán vliv různých parametrů svazku na růst 3D struktur, závislost objemu a rozměrů je analyzována pomocí AFM.
Výsledný odhad nárůstu teploty se pohybuje v řádech jednotek, maximálně desítek K. Výrazný objemový růst je pozorován pro nízká urychlovací napětí a malé proudy. Výška vzniklých struktur dosahuje 100 nm za minutu a je nepřímo úměrná velikosti proudu. 

Klíčová slova:

Rastrovací elektronová mikroskopie, kontaminace, tepelné účinky elektronového svazku, oxidové keramiky.

Termín obhajoby

09.06.2017

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

angličtina

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)

Předložená bakalářská práce byla od počátku koncipována jako vysoce vědecky rizikový a multidisciplinární projekt. Části práce s literaturou se studentka zhostila na výbornou a zcela samostatně získala mnoho velmi cenných poznatků. Tato část rovněž ukázala na složitost zadaného úkolu, kdy je velmi obtížné popsat tvorbu 3D struktur pomocí elektronového svazku. Jedná se o výzkum na hraně technických možností a již získat reprodukovatelné výsledky je výzvou. Studentka se daného úkolu zhostila s velkým zápalem a zpočátku strávila mnoho hodin v laboratoři bez očekávaného výsledku. Z vlastní iniciativy navrhla doplnit diplomovou práci o simulace, které vhodně doplnily získané experimentální data. Výsledná bakalářská práce obsahuje celou řadu originálních výsledků a vysoce předčila má očekávání. Zároveň mi bylo potěšením při vedení této práce strávit hodiny při hodnotných vědeckých diskuzích.
Kritérium hodnocení Známka
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

Známka navržená vedoucím: A

Cílem Bakalářské práce předložené Kristýnou Bukvišovou je popsat růst nanostruktur, ke kterému dochází v rastrovacím elektronovém mikroskopu na povrchu oxidových materiálů. Práce je psána v anglickém má velmi vysokou úroveň.

První část práce popisuje materiály a metody použité v práci. Tato část poskytuje dobrý přehled nutný pro porozumění experimentální části. Nicméně obsahuje několik nepřesných a zavádějících tvrzení, např: „the secondary electrons are atomic electrons“ (strana 13), tvrzení, že při nepružném rozptylu primárních elektronů dochází k emisi zpětně odražených elektronů (strana 13), tvrzení „the transferred energy is converted to momentum“. Zde věřím, že se jedná pouze o zjednodušený pohled na problematiku a tato tvrzení budou v diskuzi upřesněna (viz otázka 1).

Druhá část se věnuje vlastní experimentální i výpočetní (simulace nárůstu teploty a interakce elektronového svazku s materiálem) činnosti. Tato část je občas příliš strohá, což znesnadňuje pochopení provedených experimentů (např. odstavec 4.2.2).

Text je psán velmi dobrou angličtinou a obsahuje přijatelné množství překlepů a stylistických chyb.

Výše uvedené nedostatky jsou v celkovém pohledu na práci spíše okrajové. Práce kombinuje experimentální a teoretické přístupy, které by mohli vést k odpovědi na položené vědecké otázky. Práce je provedena svědomitě a velmi pečlivě. Velmi oceňuji schopnosti studentky pokládat vědecké otázky a vest odbornou diskuzi (zejména strana 29) a část 5 diskuze. Rozsah použitých metod a přístupů výrazně přesahuje nároky kladené na bakalářskou práci a její výsledky pomohou objasnění  chemických a fyzikálních procesů indukovaných elektronovým svazkem.

Práci hodnotím jako výbornou.
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 A
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
Otázky k obhajobě:
  1. Studentka by měla blíže diskutovat interakci elektronů s pevnou látkou s ohledem na ztrátové procesy a vznik kontrastu při pozorování vzorků pomocí sekundárních a zpětně odražených elektronů.
  2. V práci je diskutován ohřev vzorků elektronovým svazkem. Jaký je potenciální přímý vliv elektronového svazku na chemické reakce?
  3. Byly provedeny experimenty s danou dobou expozice a s danou hodnotou proudu. Jaký parametr byl v druhém případě brán jako konstantní (dávka či čas). Jak tato volba ovlivní závislost výšky struktury na proudu svazku?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová