bakalářská práce

Příprava grafenových nanostruktur pro aplikace

Text práce 7.5 MB

Autor práce: Ing. Jana Dubnická Midlíková, Ph.D.

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: Ing. Zuzana Lišková, Ph.D.

Oponent: Ing. Pavel Procházka, Ph.D.

Abstrakt:

Práca sa zaoberá prípravou grafénových nanoštruktúr a ich aplikáciami pri meraní elektrických transportných vlastností grafénu. Grafénove vrstvy sú pripravované mechanickou exfoliáciou dvoma spôsobmi, pomocou lepiacej pásky alebo pomocou elastomerného filmu. Na exfoliovaných grafénových šupinkách sú vytvárané kontakty litogra fiou elektrónovým zväzkom, pomocou ktorých sa meria odpor grafénových vrstiev. Merania transportných vlastností grafénu prebiehajú v dvoch prostrediach, a to na vzuchu a vo vákuu. Z nameraných hodnôt sú stanovené hodnoty pohyblivosti a koncentrácie nosičov náboja pripravenej grafénovej nanoštruktúry.

Klíčová slova:

grafén, litografi a elektrónovým zväzkom, mechanická exfoliácia, príprava grafénových nanoštruktúr, meranie elektrických transportných vlastností

Termín obhajoby

22.06.2016

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

Posudek vedoucího
Ing. Zuzana Lišková, Ph.D.

Bakalářská práce Jany Midlíkové se zabývá výrobou grafenových vrstev metodou mechanické exfoliace a jejich přípravou pro budoucí aplikace, které jsou založeny na měření elektrických transportních vlastností. Kromě zvládnutí přípravy a charakterizace poměrně velkých grafenových monovrstev či dvojvrstev zvládla studentka velmi dobře také výrobu elektrod představující vodivé kontakty pro měření. Pro ně je nutné použít postup vícekrokové litografie elektronovým svazkem, který je v této aplikaci technologicky velmi náročný na přesnost. K experimentální práci studentka přistupovala pečlivě a svědomitě a neodradily ji ani občasné neúspěchy. Podařilo se jí vytvořit funkční zařízení na bázi grafenu a změřit jeho charakteristiky, cíle práce tedy byly splněny. Všechny experimentální výsledky spolu s teoretickým pozadím problematiky shrnula velmi čtivou formou do předložené bakalářské práce.
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 výrobou grafenových polem řízených tranzistorů metodou exfoliace a měření jejich vlastností. Práce je velmi pečlivě napsána a rozdělena celkem do 6 kapitol, z nichž první 3 jsou zaměřeny na teoretický popis grafenu a způsoby jeho výroby. Druhá část bakalářské práce je experimentálně zaměřena na exfoliaci grafenu, jeho charakterizaci mikroskopem atomárních sil a Ramanovou spektroskopií, následné použití elektronové litografie pro výrobu vodivých kontaktů ke grafenovým vrstvám a transportní měření vyrobených zařízení. Velmi kladně hodnotím využití všech uvedených metod, které jsou samostatně časově i technologicky náročné.

Text, grafy i obrázky jsou velmi přehledné, v textu se však objevuje několik typograficky nesprávných zápisů: např. zápisy jednotek veličin, mezery, záměna spojovníku a pomlčky, obr. 1.1b je v textu popsán dříve než obr. 1.1a. Citace jsou vhodně zvoleny a v textu správně uspořádány (vyjma citace č. 25 na str. 34, která nesouvisí s textem), jejich odkazy jsou však často nesprávně zapsány. Není pravdou, že je grafen v současnosti jediný známy materiál o tloušťce jednoho atomu. Práce je místy zpracována formou hodící se spíše do popularizačních článků. Tyto drobné nedostatky však práci téměř neovlivňují a autorce se i přes všechny technologické obtíže podařilo vytvořit funkční grafenový polem řízený tranzistor a napsat velmi kvalitní bakalářskou práci.
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 B
Otázky k obhajobě:
  1. Existují jiné materiály o tloušťce jednoho atomu? Jaké mají vlastnosti?
  2. Jaká je maximální možná pohyblivost nosičů náboje v grafenu a čím je ovlivněna?
  3. Jak je možné, že po přehnutí grafenu (obr. 6.6e) je Ramanovo spektrum dvou vrstev grafenu stejné jako jedné vrstvy? Obr. 6.6f tomu nenapovídá, co zobrazuje?
  4. Pro jakou reálnou koncentraci nosičů náboje grafenu byla pohyblivost z obr. 6.15 spočítána?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová