bakalářská práce

Organické materiály pro molekulární kvantové bity: příprava vrstev a jejich rentgenová analýza

Text práce 9.44 MB

Autor práce: Ing. Marek Tuček

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Abstrakt:

V této práci jsou představeny vlastnosti a využití kovových ftalocyaninů, stručně popsán postup depozice tenkých vrstev železného ftalocyaninu na Si(100), post-depoziční analýza pomocí XPS a aparatura k měření rentgenové reflektivity. Dále se věnujeme teoretickému popisu fyzikální podstaty rentgenové difrakce na krystalu, popisu problematiky měření rentgenové reflektivity a vyhodnocování získaných dat se zaměřením na zjištění tloušťky nadeponované vrstvy, identifi kaci její krystalové struktury a mřížkových parametrů. Bylo zjištěno, že vrstvy železného ftalocyaninu, deponované na substrát o pokojové teplotě, rostou jako alfa-fáze ve tvaru jehlic kolmo na povrch vzorku, takže tloušťku vrstvy je kvůli vysoké drsnosti možné pouze odhadnout ze Scherrerovy rovnice pro dlouhé depozice. V případě kratších depozic (a tedy i nižší drsnosti) je možné použít metodu Kiessigových oscilací. Při post-depozičním žíhání jsme nebyli schopni vyvolat fázovou přeměnu materiálu, aniž by se odpařil z povrchu vzorku. Depozicí na substrát o teplotě 160°C jsme získali značně drsnou vrstvu s nejasnou krystalovou fází.

Klíčová slova:

Rentgenová reflektivita, Rentgenová difrakce, Železný ftalocyanin, Kiessigovy oscilace,
Braggův pík, Scherrerova rovnice

Termín obhajoby

22.06.2016

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

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. 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
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Student, Marek Tuček, se věnoval náročné experimentální technice, rentgenové difrakci, kterou použil ke studiu organických materiálů (kovových derivátů pthalocyaninu) deponovaných na povrch křemíkových substrátů. Ve své práci, i přes zjištěný fakt, že tyto systémy jsou danou metodou jen obtížně analyzovat, dosáhl výsledků, ze kterých je zřejmá krystalická struktura deponovaných vrstev. Student ke své práci přistupoval svědomitě a po krátkém zaučení by schopen samostatné experimentální práce, vyhodnocení a interpretace výsledků. Po obhajobě bakalářské práce bude připravena nová série vzorků, jejichž magnetické a spinově-koherenční vlastnosti budou změřeny na partnerské instituci, University of Stuttgart, s jejímž zařízením se Marek Tuček seznámil během své týdenní stáže již v průběhu bakalářského studia.
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 B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.

Cílem této práce bylo deponovat tenké vrstvy ftalocyaninu v prostředí ultravakua a zjistit vliv depozičních parametrů na složení a morfologii deponovaných vrstev. K analýze byla především využita metoda rentgenové reflektivity. V předložené práci je jí věnován značný prostor, ve kterém je přehledně popsána základní teorie nutná pro interpretaci naměřených dat. Praktická část práce podrobně diskutuje výsledky měřené rentgenovou reflektivitou a obsahuje i měření metodami XPS a AFM. Předpokládaná přítomnost různých fází ftalocyaninu nebyla po žíhání vrstvy prokázána, ale tloušťky vrstev se podařilo stanovit.
Lze konstatovat, že práce je přehledně uspořádána a čtivě napsána. Rozsah práce je dostatečný a přispěje ke studiu těchto vrstev na ÚFI. Považuji tuto práci za zdařilou, doporučuji ji k obhajobě a navrhuji hodnocení stupněm A.
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 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
Otázky k obhajobě:
  1. Proč byla pro měření tloušťky zvolena metoda rentgenové reflektivity? Můžete uvést další vhodné metody pro měření tloušťky vrstev a případně srovnat jejich výhody a nevýhody pro tento typ vzorku?
  2. V textu se píše, že vrstvy byly deponovány na substrát Si(100), v XPS spektrech je však silný kyslíkový pík, pravděpodobně v důsledku přítomnosti nativního oxidu křemíku, byl to záměr deponovat na nativní oxid nebo žíhání před depozicí bylo nedostatečné?
  3. Byly vrstvy deponované i na jiný substrát? Můžete stručně komentovat dosažené výsledky?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová