Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok
2008/2009 následující témata bakalářských prací.zobrazit předchozí rok (2007/2008), další rok (2009/2010)
POZOR! Neprohlížíte aktuálně vyhlášená témata.
Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok
2008/2009 následující témata bakalářských prací.
Zájemce prosíme, aby se zapisovali v sekretariátu KFPP ve 2. patře KO Troja.
Vedoucí: 
Mgr. Radek Plašil, Ph.D. - A025, A024, tel. 2224, 2237
Konzultant: Prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc. - A020, A024, tel. 2329, 2237
Anotace:
V naší laboratoři se nachází nová aparatura elektronové pasti, kde je pro udržení elektronů používáno magnetické pole o velikosti 10 až 600 mT. V experimentu bude možné studovat interakce iontů a molekul s elektrony při nízkých teplotách. Tato metoda tak konkuruje velkým experimentům, které užívají svazků elektronů. V našem nesrovnatelně jednodušším experimentu budeme moci dosáhnout srovnatelných i nižších interakčních energií.
Celá past bude pomocí uzavřeného heliového cyklu chlazena k 10 K. Přítomné magnetické pole však bude ovlivňovat funkci silikonových diod, které užíváme k měření teploty. Prvním cílem práce bude kalibrace vlivu magnetického pole na výstup silikonových diod v oblasti nízkých teplot v rozsahu 10 K až 100 K. Druhým cílem bude návrh systému měření teploty elektronové pasti.
Zásady pro vypracování:
1) Studium literatury a seznámení se s problematikou měření nízkých teplot ve vakuu.
2) Návrh experimentu určujícího vliv magnetického pole na silikonové měřící diody.
3) Kalibrace vlivu magnetického pole na určení teploty v rozsahu 10 K až 100 K.
4) Návrh konfigurace měření teploty v experimentu elektronové pasti.
Seznam odborné literatury
[1] O'Hanlon J.F., A User's Guide To Vacuum Technology, John Wiley And Sons Ltd. (United States), 2003, ISBN: 9780471270522.
[2] Vacuum electronics, Springer, Berlin, 2008, ISBN 978-3-540-71928-1 .
[3] Další časopisecká literatura podle dohody s vedoucím práce.
Vedoucí: Prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc. - A020, A024, tel. 2329, 2237
Konzultant: Mgr. Radek Plašil, Ph.D. - A025, A024, tel. 2224, 2237
Anotace:
V naší laboratoři je v provozu experiment laserové absorpční spektroskopie. Využívá laditelné infračervené diodové lasery s typickou spektrální šířkou menší než 0,1 pm. Sledujeme její pomocí procesy probíhající v plazmatu a určujeme zastoupení molekul a molekulárních iontů. Určujeme také obsazenost různých energetických stavů těchto molekul.
V současné době používáme k určení vlnové délky zařízení λ-metr. S ním je možné určit vlnovou délku laseru s přesností 0,04 nm, ale šířka měřených absorpčních čar je srovnatelná. Pro spolehlivé nalezení absorpčních čar a udržení laseru v maximu absorpce je nutné zvýšit citlivosti λ-metru nejméně 5 krát.
Cílem práce bude navrhnout úpravu λ-metru a to zejména v jeho detekční části. Poté bude ověřena funkce a stabilita upraveného spektrometru. Na tuto bakalářskou práci může navázat další studium, ve kterém student získané znalosti použije pro další spektroskopická měření.
Zásady pro vypracování:
1) Seznámení se s funkcí λ-metru a se základy laserové optiky.
2) Návrh a realizace úpravy systému pro zvýšení citlivosti IR spektrometru.
3) Ověření funkce a stability upraveného spektrometru.
4) Měření absorpčních čar a jejich identifikace pomocí upraveného spektrometru.
Seznam odborné literatury
[1] McHale J.L., Molecular Spectroscopy, Prentice Hall, New Jersey, 1998, ISBN 0132290634.
[2] Bittencourt J.A., Fundamentals of Plasma Physics, Springer, New York, 2004, ISBN 0-387-20975-1.
[3] Simons J., Nichols J., Quantum mechanics in chemistry, Oxford Univ. Press, New York, 1997, ISBN 0-19-508200-1.
[4] Další časopisecká literatura podle dohody s vedoucím práce.
Vedoucí: Doc. RNDr. Jiří Pavluch, CSc. - A120, A123, tel. 2337, 2752
Konzultant: RNDr. Josef Zemek, CSc. (FzÚ AV ČR)
Anotace:
Vnější atomové vrstvy často určují technologicky důležité vlastnosti pevných látek. Vhodný způsob analýzy povrchů proto vyžaduje metody s vysokou povrchovou citli-vostí jako jsou spektroskopie Augerových elektronů (AES) nebo rentgenová fotoelek-tronová spektroskopie (XPS). Často však potřebujeme znát chemické složení povrchu nejen kvalitativně, nýbrž i kvantitativně, protože se někdy i řádově liší od chemického složení objemu daného vzorku. Kvantitativní chemická analýza povrchů elektronovými spektroskopiemi je ovšem o-becně pochybná. Aby byla prakticky proveditelná, spočívá na předpokladech, které vesměs nejsou splněny. Parametry transportu elektronů v povrchových vrstvách totiž závisejí na jejich neznámém složení, které chceme určit, čímž se ocitáme v kruhu. Situace je ještě tíživější, potřebujeme-li určit hloubkový chemický profil vzorku.
Během posledních dvou desetiletí však byly navrženy a do různé míry vyvinuty metody, které tyto problémy přibližně řeší. Tato míra závisí na tom, které fyzikální procesy hrající roli při tvorbě signálu berou v úvahu a jak se s touto rolí vypořádávají. Ještě předním je ovšem nutno syrová spektra zbavit pozadí a eliminovat z nich charakteristické rysy ve správných intenzitách. To se opět provádí různými metodami.
Úkoly:
1. Prostudovat základy elektronové spektroskopie povrchů pevných látek a pochopit úskalí jejich kvantitativní analýzy.
2. Seznámit se s dostupnými programy k vyhodnocování elektronových spekter a nabýt rutiny v jejich používání.
3. Získaných znalostí a dovedností použít ke kvantitativnímu zpracování experimentál-ních výsledků. Půjde zejména o spektra získaná metodou SRPES na synchrotronu Elettra v Terstu v rámci vývoje nedestruktivního hloubkového profilování touto metodou.
Literatura:
[1] Eckertová L.: Elektronika povrchů, SPN Praha 1983 (skripta)
[2] Ertl G., Küppers J.: Low Energy Electrons and Surface Chemistry, VCH Verlagsge-sellschaft mbH, Weinheim, 1985
[3] Werner W. S. M.: Electron transport in solids for quantitative surface analysis (Tu-torial review), Surf. Interface Anal. 2001; 31, 141–176.
[4] XPS Peak Fitting Program for WIN95/98, XPSPEAK Version 4.1
[5] wxEWA (Evaluate in Window Approach) Release V0.29-_9, A spectrum evaluation program for XPS/UPS
[6] NIST Standard Reference Database 100, Simulation of Electron Spectra for Surface Analysis (SESSA) Version 1.0
Vedoucí: RNDr. Josef Mysliveček, Ph.D. - A133, tel. 2333
Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc. - A124, A132, A346, tel. 2323, 27432, 2734, 2252
Anotace:
Fyzikální a chemické vlastnosti kovových povrchů přímo souvisí s jejich povrchovou elektronovou strukturou. Jedním ze způsobů, jak povrchovou elektronovou strukturu kovů cíleně ovlivňovat je příprava objemových nebo povrchových bimetalických slitin, která umožňuje například optimalizaci chemické aktivity kovů v heterogenní katalýze.
Řádkovací tunelovou spektroskopii (Scanning Tunneling Spectroscopy, STS) lze použít k přímému zobrazení stojatých elektronových vln na povrchu kovů. Vlnová délka těchto stojatých vln v závislosti na energii elektronů určuje základní charakteristiku povrchové elektronové struktury – disperzi povrchového elektronového stavu. Hlavní výhoda metody STS je, že umožňuje měření obsazených i neobsazených elektronových stavů. Klasická metoda pro určování elektronové struktury povrchů – fotoelektronová spektroskopie – dokáže detekovat pouze stavy obsazené.
V rámci této práce bude studována povrchová elektronová struktura povrchu (111) slitiny Cu-9%Al pro energie elektronů do 5 eV pod/nad Fermiho mezí. Povrch Cu-9%Al(111) si v poslední době zasluhuje pozornost jako substrát pro přípravu vysoce orientovaných vrstev Al2O3 – cenného modelového systému pro heterogenní katalýzu.
Cíle práce:
• Seznámení se s experimentálními metodami STM a STS
• Příprava povrchu bimetalické slitiny Cu/Al(111) a referenčního povrchu Cu(111)
• Měření disperze povrchových elektronových stavů Cu/Al(111), Cu(111)
• Vyhodnocení a prezentace získaných dat
Bakalářská práce bude prováděna ve skupině fyziky povrchů na nově instalovaném rastrovacím tunelovém mikroskopu. Téma práce úzce navazuje na problematiku povrchové elektronové struktury bimetalických slitin studovanou ve skupině integrálními metodami povrchové fyziky – elektronovou difrakcí a fotoelektronovou spektroskopií.
Literatura:
[1] C. Julian Chen, Introduction to Scanning Tunneling Microscopy (Oxford University Press, USA, 2007)
[2] F. Vonau a spol., Phys. Rev. Lett. 95, 176803, 2005.
[3] J. Mysliveček a spol., Phys. Rev. B 73, 161302, 2006.
[4] S. Nemšák a spol., Surf. Sci. 600, 4357, 2006.
[5] J. Libra a spol., Phys. Rev. B 76, 165438, 2007.
[6] F. Dvořák, Bakalářská práce, KFPP MFF UK, 2008.
Vedoucí: RNDr. Pavel Kocán, Ph.D. - A330, A327, A332, tel. 2349, 2342, 2346
Anotace:
Silicid manganu (MnSi) má velký potenciál ve využití ve spintronických aplikacích budoucnosti. Teoretické výpočty předpověděly vysoký stupeň polarizace spinu v atomárně tenkých krystalických vrstvách MnSi. V nedávné době byl nalezen postup, jak takové vrstvy připravit na povrchu Si(111).
Cílem vypsané bakalářské práce je počítačová simulace růstu MnSi krystalických vrstev pomocí metody Monte Carlo, založené na náhodné realizaci událostí definovaných v modelu. Pro aplikovatelnost těchto vrstev je zásadní maximiální atomární hladkost a homogenita vrstev. Důraz proto bude kladen na nalezení podmínek pro růst takto vysoce kvalitních vrstev.
Při simulaci bude využito experimentálně získaných dat v laboratoři na Kyushu University v Japonsku. Výsledky práce budou přímo publikovatelné, na práci je možné navázat prací diplomovou.
Zásady pro vypracování
1) Seznámení se s metodou Monte Carlo a problematikou růstu MnSi na povrchu Si(111)
2) Vývoj počítačového kódu pro simulaci růstu silicidu
3) Využití modelu k nalezení podmínek pro růst vysoce kvalitních vrstev
Seznam odborné literatury
[1] Eckertová L.: Physics of Thin Films, Plenum Press, NY 1986.
[2] Kotrla M.: Comp. Phys. Communication 97, 82 (1996).
[3] Články v odborných časopisech podle doporučení vedoucího práce.
Vedoucí: Mgr. Iva Matolínová, Dr. - A125, tel. 2241, 2252, 2734, 2732
Konzultant: Mgr. Michal Václavů
Anotace:
Naprašované vrstvy oxidů kovů (CeO2, TiO2) dopované malým množstvím aktivního kovu (Au, Pt, Pd, Ag, Ni) vykazují specifické vlastnosti, mezi které patří např. vysoká katalytická aktivita a výrazné změny povrchové vodivosti při interakci s plyny. Díky tomu jsou v poslední době studovány možnosti jejich využití při konstrukci palivových článků či chemických senzorů.
Na přiloženém obrázku vlevo pořízeném v řádkovacím elektronovém mikroskopu je vidět příklad 65 nm tlusté vrstvy oxidu céru nesené na křemíku spolu s mapou rozložení chemických prvků. Na obrázku vpravo je zobrazena vrsva CeO2 naprášená na poteflonovaném vysoce porézním uhlíkovém papíře. Takto připravená tenká vrstva CeO2 v palivovém článku funguje jako anoda, uhlíkový papír díky své poréznosti zajišťuje dobrý přístup paliva k anodě a slouží jako nosič anody a zároveň kolektor elektronů.
Cílem práce bude studium struktury těchto systémů v řádkovacím elektronovém mikroskopu (SEM) a jejich chemického složení pomocí energiově-disperzní rentgenové spektroskopie (EDS). Vzorky budou připravovány na našem pracovišti.
 |
 |
Zásady pro vypracování:
1) Bibliografická rešerše
2) Zvládnutí základních funkcí ovládání řádkovacího elektronového mikroskopu
3) Příprava vzorků, studium jejich struktury a složení v SEM
4) Vyhodnocení výsledků
Literatura
1) Physical Principles of Electron Microscopy, Ray F. Egerton, Springer, ISBN: 978-0387-25800-0, New York 2007.
2) Quantitative Scanning Elektron Microscopy, D.B. Holt, M.D. Muir, P.R. Grant and I.M. Boswarva, Academic Press, ISBN: 0-12-353850-5, London 1976.
3) Nanostructures & Nanomaterials, G. Cao, Imperial College Press, ISBN: 1-86094-415-9, London 2004.
4) The Materials Science of Thin Films, M. Ohring, Academic Press, San Diego, CA 1992.
5) Physics of Thin Films, L. Eckertová, Plenum Press, ISBN: 0-306-41798-7, New York 1986.
6) Studium nanotyčinek oxidu wolframu v SEM, K. Krejčová, Bakalářská práce, MFF UK, Praha 2008.
Vedoucí: RNDr. Kateřina Veltruská, CSc. - A131, A132, tel. 2243, 2734, 2732
Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc. - A124, A132, A346, tel. 2323, 27432, 2734, 2252
Anotace:
V souvislosti se zvyšujícím se zastoupením oxidu céru v oblasti heterogenní katalýzy roste i význam studia modelových katalyzátorů, které přispívá k objasnění mechanismů probíhajících na reálných systémech. Ve skupině povrchů se podařilo připravit unikátní tenké vrstvy epitaxního CeO2 na povrchu monokrystalu Cu(111) s výslednou orientací (111), které jsou s úspěchem používány jako substráty pro studium interakce s plyny nebo dalšími katalyticky zajímavými kovy. Vzhledem k tomu, že obecně jsou tyto interakce závislé na orientaci substrátu, bylo by žádoucí doplnit již získané výsledky o studium na površích CeO2(110) a (100).
V rámci navrhované práce bude studován růst epitaxních vrstev CeO2 na površích mědi Cu(110), případně Cu(100). Vrstvy se připravují reaktivním napařováním in-situ a bude zkoumán zejména vliv parametrů přípravy na výsledné elektronové a strukturní vlastnosti vrstev. K charakterizaci se budou používat jako základní metody rentgenovská fotoelektronová spektroskopie (XPS) a elektronová difrakce (LEED), případně též úhlově rozlišené metody fotoelektronové spektroskopie (XPD, UPS) a řádkovací elektronový mikroskop (SEM). Práce bude probíhat na UHV aparatuře vybavené komerčními spektrometry, vybraná část experimentu pak může být v případě zdařilého průběhu prováděna na spektrometru optické dráhy MSB synchrotronu Elettra v Terstu.
Zásady pro vypracování:
1. Studium literatury
2. Seznámení s měřící aparaturou XPS/LEED
3. Příprava vrstev CeO2 - zkoumání vlivu teploty substrátu, tlaku kyslíku, rychlosti napařování
4. Charakterizace metodami XPS, LEED, případně SEM
5. Zpracování dat
Literatura:
1. D. Briggs, M.P. Seah: Practical Surface Analysis, vol. 2 - Auger and X-ray Photoelectron spectroscopy, Wiley, 1990, ISBN 0-471-92081-9
2. L. Eckertová, L. Frank: Metody analýzy povrchů – elektronová mikroskopie a difrakce, Academia, Praha, 1996, ISBN 80-200-0329-0
3. F. Šutara, M. Cabala, L. Sedláček, T. Skála, M. Škoda and V. Matolín, K.C. Prince, V. Cháb, Epitaxial growth of continuous CeO2(111) ultra-thin films on Cu(111), Thin Solid Films 516 (2008) 6120
4. a další časopisecká literatura po dohodě s vedoucím práce