Student: Polášek Jan
Školitel: Doc. RNDr. Karel Mašek, Dr.
Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Význačných fyzikálně-chemických vlastností systémů kov/oxid se využívá v oblasti heterogenní katalýzy a senzorů plynů. Ke studiu vlivu struktury a morfologie na fyzikálně-chemické vlastnosti katalyzátorů a senzorů lze využít modelových systémů - epitaxních vrstev připravených na monokrystalických podložkách za přesně definovaných podmínek. Aktivní fáze je tvořena orientovanými nanočásticemi složenými z jedné nebo více kovových složek (monometalické nebo bimetalické systémy). Znalost detailní struktury nanočástic umožňuje pochopení vzájemného vztahu struktury a jejich adsorpčních a katalytických vlastností. Kovové nanočástice se připravují nejčastěji napařováním v ultravakuových podmínkách (UHV). Výběr studovaných materiálů se provádí na základě měření adsorpčních vlastností a reaktivity reálných systémů.
Předmětem disertační práce je studium fyzikálně chemických vlastností oxidu wolframu s povrchem modifikovaným depozicí aktivních kovů (Pd, Pt, Rh, Sn, Au..) metodou reflexní difrakce rychlých elektronů (RHEED) a metodami elektronových spektroskopií: fotoelektronovou spektroskopií (XPS), Augerovou spektroskopií (AES), spektroskopií charakteristických ztrát (EELS). Jako modelový substrát bude použita tenká vrstva oxidu WOx připraveného epitaxně na povrchu kovových monokrystalů. Depozice aktivních kovů a vytváření monometalických a bimetalických systémů na povrchu oxidu wolframu výrazně ovlivňuje fyzikálně chemické vlastnosti povrchu oxidu. Měření budou probíhat rovněž v laboratoři "Material Science Beamline" na Synchrotronu Elettra v Terstu. V rámci studia je možné absolvovat jednoroční pobyt v ústavu NIMS v Japonsku. Ověření adsorpčních vlastností a reaktivity zkoumaných materiálů bude prováděno na vzorcích připravených magnetonovým naprašováním, které se svou strukturou blíží reálným katalyzátorům a senzorům, pomocí metody infračervené spektroskopie a na mikroreaktoru. Morfologie jak modelových tak reálných systémů bude zkoumána mikroskopickými metodami (AFM, SEM).
Experimentální práce bude probíhat zejména na ultravakuové aparatuře vybavené komerčním hemisférickým vícekanálovým analyzátorem pro měření elektronových spektroskopií a komerčním analyzátorem pro měření energetického rozdělení difraktovaných svazků. Přestože je disertační práce experimentální, doktorand získá i řadu teoretických znalostí v oblasti fyziky povrchů a vrstev a řadu zkušeností v oblasti zpracování digitálních signálů a obrazové informace. Konkrétní náplň práce lze přizpůsobit na základě dohody s vedoucím práce. Získané znalosti a zkušenosti s měřením na moderních zařízeních jsou využitelné v oblasti analýzy chemického složení pevných látek a struktury povrchů (výzkum povrchů a materiálů) a jejich elektronických vlastností jak ve vědeckých tak i průmyslových laboratořích.
Literatura
L. Eckertová a kol., Metody analýzy povrchů - elektronová mikroskopie a difrakce, Academia, Praha 1996.
W. Braun, Applied RHEED - Reflection High-Energy Electron Diffraction during crystal growth, Springer - Verlag, Heidelberg 1999.
Ayahiko Ichimiya and Philips I. Cohen, Reflection High-Energy Elektron Diffraction, Cambridge University Press, 2004.
D. Briggs, M.P. Seah: Practical Surface Analysis, vol. 2 - Auger and X-ray Photoelectron spectroscopy, Wiley, 1990.
Časopisecká literatura.