bakalářská práce

Depozice kovových nanočástic z roztoku a výzkum jejich optických vlastností

Text práce 5.23 MB

Autor práce: Ing. Filip Ligmajer, Ph.D.

Ak. rok: 2010/2011

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

Oponent: Ing. Michal Urbánek, Ph.D.

Abstrakt:

Tato práce se zabývá kovovými nanočásticemi, jejich depozicí na křemíkový povrch a výzkumem jejich optických vlastností. Je ukázáno, že v~důsledku modifikace koloidních roztoků zlatých nanočástic fluorovodíkovou nebo chlorovodíkovou kyselinou dochází po depozici k~výraznému zvýšení koncentrace nanočástic na povrchu. Optické vlastnosti připravených vzorků byly měřeny pomocí spektroskopické elipsometrie a reflektometrie.

Klíčová slova:

kovové nanočástice, koloidní zlato, křemík, spektroskopická elipsometrie, reflektometrie

Termín obhajoby

21.06.2011

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)
doc. RNDr. Josef Kuběna, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Filip Ligmajer byl po celou dobu své práce na zadaném tématu vyjímečně iniciativní, kreativní v řešení problémů a velmi brzo se osamostatnil. Provedené experimenty dokázal sám navrhovat a interpretovat. Výsledky, kterých při depozicích koloidních částic dosáhl, jsou základem již probíhajích dalších experimentů. V tomto ohledu je jeho práce vyjímečná a nelze ji hodnotit jinak než známkou A.
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 A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Předložená bakalářská práce se zabývá depozicí zlatých nanočástic na povrch křemíku a výzkumem jejich optických vlastností. V první části práce byly zkoumány možnosti zvýšení pokrytí povrchu vzorku nanočásticemi pomocí modifikace koloidních roztoků kyselinami HF a HCl. Bylo dosaženo 10- 100násobného nárůstu hustoty pokrytí. Druhá část práce se zabývá měřením optických vlastností vzorků  pokrytých nanočásticemi pomocí metod spektroskopické elipsometrie a reflektometrie.

Práce je napsána přehledně a srozumitelně, jednotlivé kapitoly za sebou následují v logickém pořádku, obrázky a grafy jsou velmi pečlivě zpracovány. V práci se téměř nevyskytují pravopisné chyby, pouze v několika málo případech lze nalézt chyby stylistické:
„Navíc je třeba dodat, že při krátkých depozicích může navíc dojít k nehomogennímu pokrytí ...“ (s. 10),
„Bohužel, dosáhnout takových hustot pokrytí, jako v případě 20nm nanočástic se touto metodou nepodařilo dosáhnout.“ (s. 10),
„Samotná elipsometrická spektra nejsou pro účely této práce případě příliš názorná, ...“ (s. 20).
V jednom případě jsem nalezl chybu faktickou:
„Elipsometrie tak na rozdíl od většiny optických metod není limitována difrakcí ...“ (s. 18).
Dále bych doporučoval vyhnout se používání termínu „polonekonečná vrstva“ (s. 19, 20), vhodnější výraz je „rozhraní“.

V oblasti interpretace výsledků postrádám v kapitole 2 stručný přehled dosažených výsledků (nejlépe ve formě tabulky), který by shrnoval, jaké depoziční parametry  vedou pro jednotlivé velikosti nanočástic k největší hustotě pokrytí, a jakých maximálních hustot pokrytí bylo dosaženo. Dále by bylo vhodné doplnit hustotu pokrytí informací o % pokrytí povrchu, aby bylo možné mezi sebou srovnávat jednotlivé velikosti nanočástic.
V kapitole 3 by bylo vhodné uvést postup výpočtu „pseudodielektrické funkce“ z naměřených elipsometrických parametrů psí a delta.

I přes výše uvedené drobné nedostatky velmi oceňuji jak výsledky, kterých bylo v rámci předkládané bakalářské práce dosaženo, tak i provedení práce samotné a hodnotím bakalářskou práci stupňem výborně.
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 A
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. Otázka 3: V bakalářské práci se zabýváte pouze efektivní, tzv. „pseudodielektrickou“ funkcí celého systému Si/SiO2/zlaté nanočástice. Pro další výzkum optických vlastností nanočástic, zejména pomocí elipsometrie, bude nutné tento systém rozdělit na jednotlivé části a pseudodielektrickou funkci nahradit dielektrickými funkcemi jednotlivých komponent. Mohl byste naznačit, jakým způsobem by bylo možné modelovat dielektrickou funkci vrstvy sestávající ze zlatých nanočástic? Je možné nalézt publikace týkající se tohoto, případně podobného tématu?
  2. Otázka 2: Z „pseudodielektrické“ funkce určené z elipsometrických měření by bylo možné vypočítat hodnoty odrazivosti a tyto srovnat s měřeními provedenými pomocí spektroskopické reflektometrie. Mohl byste provést tento výpočet a okomentovat takto získaná reflexní spektra?
  3. Otázka 1: V práci uvádíte, že doby depozice delší než 2 hodiny nevedou k výraznému zvýšení hustoty pokrytí. Dle grafu na Obr. 2.7 by bylo možné s tímto tvrzením souhlasit pro částice deponované na neleptaný povrch, ovšem trend grafu pro částice deponované na leptaný povrch tomuto tvrzení nenasvědčuje. Mohl byste to komentovat?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová