Student: Jan Polášek
Vedoucí: Doc. RNDr. Karel Mašek, Dr.
Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Oxidové vrstvy patří v současnosti k nejpoužívanějším substrátům v mnoha laboratorních i průmyslových aplikacích. Vrstvy WO3 se používají jako základní materiál různých katalyzátorů a chemických senzorů. Mikrostruktura a morfologie těchto vrstev určují jejich fyzikálně chemické vlastnosti. Citlivost, selektivitu i stabilitu těchto zařízení lze výrazně ovlivnit dopováním povrchu oxidu aktivními kovy (Au, Pd, Pt, ...). Výzkum vlastností katalyzátorů a senzorů se provádí na definovaných modelových systémech s dobře popsanou strukturou a chemickým složením. Tenké vrstvy WO3 je možné připravit různými metodami. V rámci této bakalářské práce budou tyto vrstvy připravovány plazmatickou oxidací povrchu monokrystalu W(110). Povrch bude dopován malým množstvím Au a Pt. Struktura a chemický stav takto vzniklého systému budou sledovány metodami reflexní difrakce rychlých elektronů (RHEED) a fotoelektronou spektroskopií (XPS). Bakalářská práce by měla poskytnout úplný popis strukturních parametrů modelového systému Au-Pt / WO3.
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.
Bakalářská práce se zabývá měřením, zpracováním a interpretací difrakčních obrazců získaných na monokrystalickém vzorku po přípravě oxidové vrstvy a depozici kovových materiálů. Vyhodnocení difrakčních obrazců z epitaxních vrstev 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 spektroskopie (XPS a AES).Zásady pro vypracování:
1) seznámení se s laboratorním systémem RHEED
2) příprava čistého povrchu W(110)
3) příprava a analýza struktury vrstvy oxidu wolframu
4) příprava a analýza bimetalických vrstev Au-Pt
5) vyhodnocení naměřených dat
Navrhovaná bakalářská práce úzce souvisí s projekty řešenými ve skupině povrchů KFPP a lze na ni navázat v následném magisterském i doktorandském studiu.
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) J. Beran, Bakalářská práce, MFF UK, Praha 2008
4) S. Nemšák, Doktorandská disertační práce, MFF UK, Praha 2008
5) Články v odborných časopisech podle dohody s vedoucím práce