Student: Pavlíková Romana
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. 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 monokrystalů W(110), W(100) a W(111) při různých teplotách během oxidace. Struktura a chemický stav takto vzniklého oxidu budou sledovány metodami reflexní difrakce rychlých elektronů (RHEED) a fotoelektronou spektroskopií (XPS). Morfologie povrchu bude studována metodou mikroskopie atomárních sil (AFM). Bakalářská práce by měla poskytnout úplný popis strukturních parametrů epitaxních vrstev oxidu wolframu jejich závislosti na teplotě substrátu. 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. 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 metodou fotoelektronové spektroskopie (XPS) pomocí vícekanálového hemisférického analyzátoru. Kontrola morfologie povrchu oxidové vrstvy se provádí na vzduchu metodou AFM od firmy Veeco po skončení RHEED a XPS experimentů.
Navrhovaná bakalářská práce úzce souvisí s projekty řešenými ve skupině povrchů KFPP a lze na ni navázat v následném magisterském i doktorandském studiu.
Zásady pro vypracování:
1) seznámení se s laboratorním systémem RHEED
2) příprava čistých povrchů W(110), W(100) a W(111)
3) příprava a analýza struktury vrstvy oxidu wolframu
4) vyhodnocení naměřených dat
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