bakalářská práce

Zdokonalení řídících a analyzačních technik vývojového modelu SPM

Text práce 2.03 MB

Autor práce: Bc. Marcel Štefko

Ak. rok: 2014/2015

Vedoucí: Ing. Dalibor Šulc, Ph.D.

Oponent: Ing. Zdeněk Nováček, Ph.D.

Abstrakt:

Bakalářská práce se zabývá zdokonalováním výukového modelu mikroskopu atomárních sil (AFM). Součástí práce je rešerše stávajících analogii mezi makroskopickými jevy a fenomény spojenými s mikroskopii rastrovací sondou. Dále byla vybrána vhodná analogie, která byla následně implementována do již existujícího modelu mikroskopu atomárních sil. Do modelu byl integrován i jednodeskový počítač, který zajistí ovládání i bez nutnosti připojení externího počítače. Na závěr byly vyhodnoceny vlastnosti použité sondy a analogie mezi modelem a skutečnými mikroskopy atomárních sil.

Klíčová slova:

Mikroskopie rastrovací sondou, SPM, mikroskopie atomárních sil, AFM, model, analogie

Termín obhajoby

25.06.2015

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Fakulta strojního inženýrství

Ústav

Ústav fyzikálního inženýrství

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. 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. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Dalibor Šulc, Ph.D.

Marcel Štefko při práci na zadání této bakalářské práce prokázal výbornou schopnost se rychle učit a osvojovat si znalosti nejen z oborů fyziky. Pracoval na vylepšení vývojového modelu mikroskopu atomárních sil, který má sloužit k popularizaci nanotechnologií a přispět k lepšímu pochopení problematiky sondových mikroskopů.

Stávající model doplnil jednodeskovým počítačem tak, aby už nebyl potřeba další prezentační notebook a naprogramoval veškerý software potřebný pro provoz.

Dále zpracoval rešerši různých makroskopických analogií sondových mikroskopů, z nichž jednu vybral a na vývojovém modelu úspěšně realizoval.

Student zadání v plné míře splnil, pracoval samostatně, svědomitě a celou práci odevzdal s předstihem. Jeho práce poslouží jako základ k publikaci v impaktovaném časopise.
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

Posudek oponenta
Ing. Zdeněk Nováček, Ph.D.

Autor se ve své práci zaměřuje na vývoj modelu rastrovacího sondového mikroskopu (SPM). Využití podobných pomůcek ve výuce pomáhá studentům lépe pochopit základní principy popisovaných zařízení, lépe si zapamatovat detaily a činí výuku atraktivnější.
V úvodní části práce je stručně představen princip SPM a několik možností, jak jej demonstrovat. Pro volbu vhodné makroskopické analogie je nezbytné seznámit se s funkcí a principem reálné mikroskopické techniky, jak je v další části práce uvedeno.
Praktická část vychází z modelu již dříve sestaveného, který autor doplnil o zpětnovazební řízení v režimu konstantní interakce, poklepový režim mikroskopie atomátních sil a především o řídicí rozhraní. Toto rozhraní je založeno na integrovaném mikropočítači Raspberry Pi, na němž se spouští řídicí software, který autor implementoval v jazyce Python.
Závěrečná část se věnuje buzení a charakterizaci oscilací sondy. Mým dotazem do diskuse je typická amplituda a jakost použitého kantileveru a zda autor zvažoval také možnost měření v režimu frekvenční modulace.
U jednotlivých nově implementovaných technik postrádám ukázky měření nebo zhodnocení dosažených parametrů.

Práci hodnotím celkovým stupněm B a doporučuji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry C
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. Zvažoval autor i možnost měření v režimu frekvenční modulace? Jaká jsou z tohoto pohledu omezení modelu v současném stavu (jakost, frekvence použitého kantileveru)?

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová