Příprava a charakterizace tenkých epitaxních vrstev oxidu ceru na monokrystalických površích mědi

Vedoucí: Doc. RNDr. Karel Mašek, Dr.
Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc.
Stav práce: volná

Anotace:

Fyzikálně-chemické vlastnosti povrchů pevných látek nabývají v posledním desetiletí na stále větším významu v mnoha technologických a výzkumných oborech. Zkoumání povrchů pevných látek se provádí tzv. metodami analýzy povrchů. K nim patří i metoda RHEED (Reflection High-Energy Electron Diffraction - difrakce elektronů s vysokou energií na odraz) založená na difrakci elektronů. RHEED patří k nejpoužívanějším metodám kontroly růstu tenkých vrstev v laboratoři i průmyslu. Difrakční obrazec je ze stínítka snímán do počítače pomocí vysoce citlivé CCD kamery. Metoda poskytuje informace o struktuře a morfologii povrchu zkoumaného vzorku v atomárním měřítku.

Oxid ceru je v poslední době široce studovaným zajímavým materiálem, který nachází uplatnění v řadě technologiích (katalyzátory, součást palivových článků apod.). Fundamentální výzkum těchto materiálů zpravidla probíhá na modelových systémech - epitaxních vrstvách, na kterých je možné nejlépe studovat závislost vlastností na struktuře. Úkolem diplomové práce je studovat strukturu a chemický stav epitaxních vrstev oxidu ceru na površích (110) a (100) mědi v závislosti na podmínkách přípravy. Práce je pokračováním výzkumu růstu oxidu ceru na povrchu mědi (111).

Diplomová práce se zabývá měřením, zpracováním a interpretací difrakčních obrazců pozorovaných v průběhu depozice. Vyhodnocení difrakčních obrazců vede k popisu krystalické struktury těchto vrstev a jejich epitaxních parametrů. Obrazové informace se zpracovávají v programovém systému Labview a Imaq Vision firmy National Instruments. Chemické složení a chemický stav zkoumaných povrchů bude analyzován metodami fotoelektronové a Augerovy elektronové spektroskopie (XPS a AES).

Příklad RHEED difraktogramu	Příklad fotoelektronového spektra Ce3d.

Zásady pro vypracování:
1) seznámení se s laboratorním systémem RHEED a XPS-AES,
2) příprava tenkých epitaxních vrstev CeOx na površích (110) a (100) mědi,
3) nalezení optimálních podmínek přípravy vrstev,
4) měření krystalografické a elektronické struktury vrstev metodami RHEED, XPS, AES,
5) měření povrchové morfologie vrstev,
6) vyhodnocení a interpretace naměřených dat.

Navrhovaná diplomová práce úzce souvisí s projekty řešenými ve skupině povrchů KFPP a lze na ni navázat v následném doktorandském studiu. V průběhu studia se předpokládá i účast na měření na Synchrotronu Elettra v Terstu.

Literatura:
1) L. Eckertová, L. Frank, Metody analýzy povrchů - Elektronová mikroskopie a difrakce, Academia, Praha, 1996.
2) L. Eckertová a kol., Metody analýzy povrchů, Elektronová spektroskopie, Academia, Praha 1990.
3) Ayahiko Ichimiya and Philips I. Cohen, Reflection High Energy Diffraction, Cambridge University Press, Cambridge 2004.
4) W. Braun, Applied RHEED, Springer - Verlag Berlin Heidelberg 1999.
5) D. Briggs and M.P.Seah, Practical Surface Analysis, sekond edition, John Wiley & Sons, 1990.
6) Články v odborných časopisech podle dohody s vedoucím práce.