bakalářská práce

Materiály a jejich aplikace v nízkoteplotních částech STM mikroskopu

Text práce 5.13 MB

Autor práce: Ing. Jakub Voňka

Ak. rok: 2010/2011

Vedoucí: Ing. Pavel Urban, Ph.D.

Oponent: Ing. Ivan Vlček, Ph.D.

Abstrakt:

Průtokvý kryostat s kapalným héliem (LHe) je vyvíjen skupinou Kryogeniky a Supravodivosti na Ústavu Přístrojové Techniky pro stávající rastrovací tunelovací mikroskop (STM) pracující za pokojové teploty na Ústavu Fyzikálního Inženýrství. Tato bakalářská práce se zabýva výběrem materiálů a určením jejich vlastností pro potenciální využití v některých částech nízkoteplotního STM mikroskopu (LT-STM), se zaměřením zejména na tepelnou vodivost v teplotním rozsahu od 4 K do 300 K. Je zde probírána problematika měděných svazků pro tepelné spojení vzorku s tepelným výměníkem. Slitina CuCrZr byla podrobně zkoumána jako vhodný materiál pro držák vzorku. Byly určeny tepelné toky málo vodivými podpěrami založenými na styku sférických ploch pro použití jako izolace mezi studeným držákem vzorku a STM stolkem.

Klíčová slova:

tepelná vodivost, průtutokový LHe kryostat, STM, kryogenika

Termín obhajoby

21.06.2011

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)
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)

Posudek vedoucího
Ing. Pavel Urban, Ph.D.

Stanoveným cílem předložené práce bylo nalézt vhodné materiály pro klíčové části nízkoteplotního UHV-STM mikroskopu s ohledem na jejich mechanické a tepelné vlastnosti. Práci student prováděl na Ústavu přístrojové techniky AV ČR v.v.i. v laboratořích Skupiny kryogeniky a supravodivosti. Na uvedeném pracovišti je členem týmu, který pracuje na vývoji heliového průtokového kryostatu pro stávající STM mikroskop Ústavu fyzikálního inženýrství. Výsledky předložené bakalářské práce představují nepostradatelný základ pro úspěšný návrh tohoto zařízení. Jde zejména o změřené závislosti tepelné vodivosti vybraných materiálů za nízkých teplot, které nejsou  dostupné v odborné literatuře a měření tepelných toků konstrukčními prvky mikroskopu. Jakub Voňka při řešení bakalářské práce prokázal schopnost pracovat v kolektivu vědeckého týmu. Přestože  tato práce byla řešena v kolektivu a již ověřenými metodami a postupy, student prokázal také schopnost samostatně pracovat při řešení dílčích úkolů. Proto je také spoluautorem publikace v  časopise Cryogenics, kde byly publikovány výsledky části měření. Některé úkoly, kterými se zabýval, přesahují rámec této práce a mohly by tvořit základ pro případnou navazující diplomovou práci. Bakalářská práce byla napsána v anglickém jazyce, jasně a srozumitelně a doporučuji ji k obhajobě.
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 B

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Ivan Vlček, Ph.D.

Cílem bakalářské práce je posouzení klíčových komponent pro budovaný nízkoteplotní UHV-STM mikroskop na Ústavu fyzikálního inženýrství z kryogenního hlediska. Jedná se o měděné svazky, slitinu CuCrZr a podpěry s vysokým tepelným odporem. Pro určení tepelných toků u posuzovaných komponent byla měřena i počítána jejich tepelná vodivost v rozsahu teplot od 4 K do  300 K.
V souladu s cíli je práce logicky rozdělena do tří kapitol, Kapitola stručně shrnující základní teorii zvyšuje počet kapitol na konečný počeé čtyři.  Práce je napsána anglicky, věcně a výstižně na 27 stranách. Zbytek stránek jsou seznamy, obsah, literatura atd. Tabulky, grafy i obrázky jsou na velmi dobré úrovni. Snad jen u některých obrázků chybí údaj pro získaní rozměrové představy, který se dá ale dohledat v textu. Obrázky 4.4 by možná byly názornější ve formě řezů. K rychlejšímu pochopení textu na straně 39 by možná dopomohl schematický obrázek.
Jak bylo vyjádřeno pomocí tabulkového hodnocení výše, práci lze vytknout jen drobnosti. O kvalitě práce nesporně vypovídá i publikování výsledků třetí kapitoly v zahraničním časopise. Práci hodnotím jako výbornou a doporučuji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
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 B
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. 1) Prosím stručně popište průběh měření podle kapitoly 2.3.1, jeho časovou náročnost, Vaši úlohu při měření. Jak dlouho trvalo měření závislosti v obr. 2.2? 2) Prosím popište následující kroky a záměry týkající se tématu průtokového kryostatu s kapalným héliem, jak se o nich zmiňujete v závěru.

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová