Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok
2009/2010 následující témata bakalářských prací.zobrazit předchozí rok (2008/2009), další rok (2010/2011)
POZOR! Neprohlížíte aktuálně vyhlášená témata.
Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok
2009/2010 následující témata bakalářských prací.
Zájemce prosíme, aby se zapisovali v sekretariátu KFPP ve 2. patře KO Troja.
Vedoucí: 
Doc. Mgr. Pavel Kudrna, Dr. - A030, tel. 2225
Konzultant: Prof. RNDr. Milan Tichý, DrSc. - A031, tel. 2305, 2332 (fax)
Anotace:
Skupina fyziky plazmatu na KFPP má dlouholeté zkušenosti s využíváním Langmuirovy sondy pro studium parametrů plazmatu. K těmto účelům vyvinul vedoucí práce software START v jazyce C++, který je vhodný pro zpracování dat z jednoduché Langmuirovy sondy. Předmětem bakalářské práce by byla úprava zdrojového kódu tohoto programu tak, aby se dal využít i pro určení parametrů plazmatu z dat naměřených dvojitou sondou. Funkčnost programu uchazeč ověří modelovými daty - charakteristikami jednoduché a dvojité sondy zkonstruovanými ze zadaných parametrů plazmatu.
Zásady pro vypracování:
1. Rešerše literatury.
2. Seznámit se s metodami vyhodnocení dat z jednoduché a dvojité sondy.
3. Seznámit se se zdrojovým kódem programu START a porozumět funkci jednotlivých modulů programu.
4. Úprava programu tak, aby zahrnoval i možnost vyhodnocení teploty a koncentrace elektronů z charakteristiky dvojité sondy.
5. Ověření funkčnosti programu pomocí modelových dat.
6. Vypracování písemné zprávy.
Základní literatura:
1. F.F. Chen, Základy fyziky plazmatu.
2. J.D. Swift, M.J.R. Schwar, Electrical Probes for Plasma Diagnostics, Iliffe books, London, (1970).
3. P.M. Chung, L. Talbot, K.J. Touryan, Electrical Probes in Stationary and Flowing Plasmas, Theory and Application, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, (1975).
4. S. Pfau, M. Tichý, Langmuir probe diagnostics of low-temperature plasmas, in Low Temperature Plasma Physics, R. Hippler et al. Eds., Wiley-VCH, Berlin etc., 2001, ISBN 3-527-28887-2, pp. 131-172.
Speciální literatura, zejména časopisecká, bude zadána po dohodě s vedoucím bakalářské práce.
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 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 zpřesnit měření λ-metru.
Cílem práce bude navrhnout vylepšení funkce λ-metru, jak úpravou detektoru, tak i změnou vyhodnocení naměřených hodnot. Poté bude ověřena funkce a stabilita upraveného spektrometru měřením známých absorpčních přechodů. Na tuto bakalářskou práci může navázat další studium, ve kterém student získané znalosti použije pro další spektroskopická měření.
Zásady pro zpracování:
1) Seznámení se s principem laserové absorpční spektroskopie a funkcí λ-metru.
2) Úprava λ-metru pro zpřesnění měřených hodnot.
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: Mgr. Radek Plašil, Ph.D. - A025, A024, tel. 2224, 2237
Konzultant: Prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc. - A020, A024, tel. 2329, 2237
Anotace:
V mezihvězdných oblacích plynu jsou pozorovány komplikované molekuly a molekulární ionty. Pro pochopení procesů vedoucích k jejich vzniku je třeba studovat základní reakce iontů a molekul při podmínkách odpovídajících prostředí oblaků plynu v mezihvězdném prostoru. V naší laboratoři uvádíme do provozu aparaturu, která to bude umožňovat.
Pro přesné stanovení a kontrolu teploty v rozsahu 4,2 – 40 K je nutné zajistit měření na několika místech aparatury. Je třeba kalibrovat jednotlivá čidla a ověřit vliv magnetického pole na měření. K zajištění regulace je vhodné vytvořit systém se zpětnou vazbou pro udržení nastavených podmínek. Cílem bakalářské práce bude navrhnout metodu kalibroce teplotních čidel v oblasti nízkých teplot a vytvořit jednoduchý řídící program v prostředí LabVIEW™.
Zásady pro zpracování:
1) Seznámení se s principy chlazení a funkcí aparatury.
2) Studium literatury související s měřením nízkých teplot a principem teplotních čidel.
3) Návrh metody kalibrace teplotních čidel.
4) Vytvoření systému pro udržení stabilní teploty.
Seznam odborné literatury:
[1] Smith I.W.M., Low temperatures and cold molecules, World Scientific Publishing, 2008,
ISBN 978-1-84816-209-9.
[2] Ghosh P.K., Ion Traps, Clarendon Press, Oxford 1995, ISBN 978-0198539957.
[3] Další časopisecká literatura podle dohody s vedoucím práce.
Vedoucí: Mgr. Radek Plašil, Ph.D. - A025, A024, tel. 2224, 2237
Konzultant: Prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc. - A020, A024, tel. 2329, 2237
Anotace:
V mezihvězdných oblacích plynu bylo v posledních letech detekováno velké množství uhlíkatých molekul a molekulárních iontů. Zatím je možnou pouze spekulovat, jestli tyto složité molekuly a jejich interakce mohly hrát významnou roli při formování biologických struktur. Pro studování mechanizmů jejich vzniku, je třeba pochopit kinetiku reakcí iontů a molekul ve velmi chladných podmínkách 5 – 100 K.
V pražské laboratoři je právě sestavována aparatura pro studium chování iontů v prostředí, které odpovídá podmínkám v mezihvězdných oblacích plynu. Hlavní částí aparatury je past, ve které bude možno zachytit jednotlivé ionty při teplotách 10 – 350 K.
Cílem práce bude studovat záchyt iontů a závislost jejich udržení v pasti na podmínkách experimentu. Při měřeních bude měněna především teplota pasti a elektrické potenciály udržující ionty. Nalezení vhodných podmínek umožní provedení dalších experimentů s ionty relevantními pro astrofyziku. Student bude mít možnost se na následujících experimentech podílet.
Zásady pro zpracování:
1) Studium literatury popisující záchyt nabitých částic a jejich chlazení.
2) Seznámení se s aparaturou a jejím ovládáním.
3) Měření charakteristické doby záchytu iontů v závislosti na podmínkách experimentu.
4) Vyhodnocení a porovnání naměřených dat.
Seznam odborné literatury:
[1] Ghosh P.K., Ion Traps, Clarendon Press, Oxford 1995, ISBN 978-0198539957.
[2] F.F. Chen, Základy fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984.
[3] Smith I.W.M., Low temperatures and cold molecules, World Scientific Publishing, 2008, ISBN 978-1-84816-209-9.
[4] Další časopisecká literatura dle dohody s vedoucím práce.
Vedoucí: Prof. RNDr. Rudolf Hrach, DrSc. - A236, A241, tel. 2328, 2344
Anotace:
Práce bude věnována studiu procesů probíhajících při interakci plazmatu s povrchy vnořených pevných látek. Při této interakci se na rozhraní mezi nenarušeným plazmatem a elektrodou vytvoří přechodová oblast, tzv. stínící vrstva, která výrazně ovlivňuje procesy probíhající na podložce nebo sondě. V případě složitějších problémů – např. studium plazmatu při vyšších tlacích (Obr. 1), studium dynamických procesů v plazmatu nebo sondová diagnostika vysokoteplotního plazmatu (Obr. 2) – je nejvhodnější technikou jejich řešení počítačové modelování. Zejména částicové modelování umožňuje získat detailní informace o studovaných procesech, výraznou nevýhodou této techniky je však velmi malá efektivita programů, především ve více dimenzích, jejichž použití je v případě přítomnosti magnetického pole nezbytné.
Zásady pro vypracování:
- Seznámení s problematikou.
- Vytvořit dvourozměrný částicový model interakce elektropozitivního plazmatu s vnořenou pevnou látkou (kombinací metody molekulární dynamiky a metody Monte Carlo).
- Do tohoto modelu zahrnout vnější magnetické pole.
- Studovat vliv složení plazmatu na trajektorie nabitých částic, na procesy ve stínící vrstvě a na rozdělení nabitých částic dopadajících na povrch vnořené látky.
- Diskutovat možnost zvýšení efektivity výsledného programu buď postupy softwarovými (aplikace silnějších algoritmů pro výpočet silového působení mezi nabitými částicemi), postupy moderní počítačové fyziky (evolučním modelováním) nebo prostředky hardwarovými (paralelizace, výpočty s pomocí grafické karty).
Seznam odborné literatury:
R. Hrach: Počítačová fyzika I, Ústí nad Labem 2003.
F. F. Chen: Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, Springer 2006.
Další literatura po dohodě s vedoucím bakalářské práce.
Vedoucí: Doc. RNDr. Václav Nehasil, Dr. - A134, A141, tel. 2776, 2751
Anotace:
Znalost složení povrchů pevných látek (do hloubky několika nm) je důležitý parametr, který se uplatňuje při mnoha technologických procesech. Jmenujme například interakci plynů s povrchem a s ní související heterogenní katalýzu – proces významný v praxi i intenzivně studovaný v laboratořích základního i aplikovaného výzkumu či problematiku přechodu elektronu z jedné pevné látky do druhé, která se týká funkce většiny elektronických součástek a která souvisí s chemickým složením povrchu.
Kvantitativní analýzu povrchů pevných látek je možno provádět nejrůznějšími metodami, které jsou založeny na určité odezvě, kterou pevná látka reaguje na působení konkrétního primárního činidla. V naší laboratoři používáme metodu Rentgenové fotoelektronové spektroskopie – X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). V ní sledujeme spektrum fotoelektronů, které jsou emitovány pomocí měkkého rentgenového záření dopadajícího na vzorek. Vyhodnocujeme polohu, tvar a intenzitu získaných fotoelektronových píků. Z nich můžeme provést kvalitativní analýzu vzorku (chemické složení), kvantitativní analýzu (koncentrace jednotlivých složek) a dokonce i stanovit chemický stav jednotlivých prvků ve vzorku obsažených.
Získané fotoelektronové spektrum je ovšem ovlivněno „přístrojovou funkcí“ analyzátoru, hlavně transmisní funkcí (závislost intenzity elektronů procházejících analyzátorem na jejich kinetické energii) a dalšími efekty. Pro správnou kvantitativní analýzu vzorku je třeba tyto parametry znát a do interpretace změřených spekter zahrnout.
V roce 2001 provedl kompletní analýzy námi používaného analyzátoru energií elektronů Omicron EA 125 Tomáš Skála ve své diplomové práci. Vypsaná bakalářská práce má za úkol část jeho měření zreprodukovat a zjistit, nakolik jsou dosud platné jeho závěry, zejména co se týká transmisní funkce. Případné odchylky mohly nastat díky několika opravám analyzátoru a stěhování aparatury.
Práce umožní seznámit se detailně s funkcí elektronově optického sytému – analyzátoru energií. Pro její vypracování je potřeba provést víceméně standardní měření, ovšem s dostatečnou přesností a pečlivostí. Případnému zájemci o studium povrchů metodami elektronové spektroskopie pomůže získat praktické zkušenosti potřebné pro kvantitativní analýzu povrchu.
Zásady pro vypracování
1) Seznámit se s principem funkce hemisférického analyzátoru energií elektronů.
2) Seznámit se s principy kvantitativní analýzy povrchu prováděné metodou XPS.
3) Provést kontrolní měření na vybraných kovech (Au, Ag, Cu) v různých modech analyzátodu, při různých průletových energiích Epas atd.
4) Vyhodnotit získaná spektra, stanovit transmisní funkci analyzátoru, závislosti intenziy signálu a rozlišení na Epas atd.
5) Získané výsledky porovnat s měřeními provedenými v roce 2001, zhodnotit „opotřebení“ analyzátoru.
6) Získané výsledky sepsat ve formě bakalářské práce.
Literaratura
1) D. Briggs and M. P. Seah, Practical Surface Analysis, John Willey and Sons, Chichester, England, 1990.
2) EA 125 Energy Analyser – manuál firmy Omicron
3) Tomáš Skála, Diplomová práce, KEVF MFF UK, 2001
4) Články v odborných časopisech podle dohody studenta s vedoucím práce.
Vedoucí: Doc. RNDr. Václav Nehasil, Dr. - A134, A141, tel. 2776, 2751
Anotace:
Fyzika povrchů se zabývá stavem několika posledních atomových rovin a jejich interakcí s okolím. Většina poznatků, které o okolních předmětech získáme, je ovlivněna jejich povrchem, všechny interakce mezi pevnými objekty a okolím probíhají přes jejich povrch. Typickou úlohou fyziky povrchů je adsorpce plynů na povrchu pevné látky. Mechanizmus adsorpce záleží na látce, ze které je předmět (například průmyslový či automobilový katalyzátor nebo i laboratorní vzorek) vyroben, jeho struktuře atd. Problematika adsorpce plynů není dosud uzavřena, ačkoliv existuje mnoho prací týkajících se tohoto tématu. Přitom se jedná o jevy zajímavé z hlediska teorie i praktických aplikací (např. v automobilovém nebo chemickém průmyslu). Jako katalyzátory jsou nejčastěji používány částice přechodových kovů velikosti několika nanometrů nesené na podložce tvořené oxidem jiného kovu. V současnosti se stále více využívá systémů, kdy kov je deponován na aktivní podložce, tedy takové, která sama probíhající reakci ovlivní. Podložka může ovlivnit reakci tím, že uvolní kyslík (například oxidace CO v detoxikačních katalyzátorech ve výfuku automobilu – „three way catalysts“) nebo i přímou interakcí s deponovaným kovem.
Tyto efekty ovlivňují elektronovou strukturu (energie elektronů, jejich koncentrace, tvar valenčního pásu) studovaného systému a proto můžeme většinu z nich sledovat například Rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií – (XPS). Samotnou interakci plynů s povrchem sledujeme metodou Termodesorpční spektroskopie (TDS) a Molekulárních svazků (MB).
V navrhované bakalářské práci bude napařena kovová vrstva na oxidickou podložku. Práce navazuje na výzkum prováděný v laboratoři, konkrétní výběr materiálů bude proto proveden až na začátku práce, aby pokud možno navázal na aktuální výsledky nebo vyzkoušel kombinaci materiálů, která bude vypadat perspektivně pro další výzkum nebo praxi. Hlavním cílem práce je pomocí výše zmíněných metod (TDS, MB a XPS) zhodnotit vliv elektronové struktury vybraného systému na jeho reaktivitu, konkrétně schopnost adsorpce a katalytické reakce použitých plynů.
V literatuře doporučené k vypsané bakalářské práci jsou uvedeny i dvě bakalářské práce, které na podobné téma vznikly v minulých dvou letech. Práce mohou posloužit jako ukázka problémů, které v naší laboratoři studujeme.
Zásady pro vypracování:
1) Teoretická část: Seznámit se s principem depozice kovové vrstvy vypařováním ve vakuu, zjišťování složení depozitu metodou Rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) a studia adsorpce plynů metodou Molekulárních svazků (MB) a teplotně stimulované desorpce (TDS).
2) Praktická část: Připravit tenkou kovovou vrstvu skládající se z vybraného kovu deponovaného na oxidické podložce. Provést adsorpce CO a O2, studovat adsorpční vlastnosti povrchu metodami TDS a MB. Sledovat stav kovové vrstvy před interakcí s plyny i po ní.
3) Zpracování: Získané výsledky interpretovat a sepsat ve formě bakalářské práce.
Literaratura
1) L. Eckertová a kol., Fyzikální elektronika pevných látek, Univerzita Karlova, Praha, 1992
2) Ch. Kleint, K.-D. Brzoszka, Čs. čas. fyz. A 25 (1975) 345
3) D. Briggs and M. P. Seah, Practical Surface Analysis, John Willey and Sons, Chichester, England, 1990
4) Tatiana Zahoranová, Studium růstu bimetalických vrstev metodou XPS, bakalářská práce, KFPP MFF UK Praha, 2007
5) Klára Ševčíková, Adsorpce molekul plynů na bimetalických systémech, Bakalářská práce, KFPP MFF UK Praha, 2008
Vedoucí: Doc. RNDr. Ivan Ošťádal, CSc. - A325, A327, A332, tel. 2336, 2342, 2346
Anotace:
Dvourozměrné a jednorozměrné nanostruktury – obsahující malý počet atomů – se vyznačují kvantovými vlastnostmi, které z nich činí potenciální stavební prvky v mnoha aplikacích rozvíjejících se nanotechnologií. Studiu přípravy a vlastností nanoobjektů je ve fyzice povrchů a tenkých vrstev věnována velká pozornost.
Práce se zabývá studiem adsorpce při depozici kovů na anizotropní povrch křemíku s orientací (100) a rekonstrukcí 2×1 a následným vznikem a růstem jednorozměrných (1D) ostrůvků – atomárních řetízků kovu. Uvedené nanostruktury (kvantové dráty) mohou být stavebními prvky pro složitější systémy s potenciálním využitím v různých oblastech nanotechnologií. Rastrovací tunelová mikroskopie (STM) je technikou, která umožňuje studovat povrchové struktury a procesy s atomárním rozlišením přímo během nanášení kovu v podmínkách ultravakua. Práce vychází ze zkušeností získaných při studiu růstu Ag a In na povrchu Si(100) 2×1 a zabývá se úvodními experimenty pro další kovy: Al, Ga.
Cíle bakalářské práce:
• příprava vypařovadel pro depozici Al a Ga,
• seznámení se s problematikou STM, podíl na přípravě experimentu
• zobrazení povrchu s různým množstvím naneseného kovu při pokojové teplotě, pokus o měření během depozice,
• vyhodnocení snímků z STM a stanovení základních charakteristik.
Práce navazuje na rozsáhlé zkušenosti pracoviště s přípravou povrchových nanostruktur kovů na površích křemíku a jejich měření pomocí techniky STM. Získané experimentální zkušenosti lze dále využít v magisterském studiu v rámci diplomové práce.
Literatura:
[1] Bai Ch., Scanning Tunneling Microscopy and its Application, Springer Series in Surf.Sci. 32, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, N.Y., 1992.
[2] Güntherodt H.-J. and Wiesendanger R., Scanning Tunneling Microscopy I (General Principles and Applications to Clean and Adsorbate Covered Surfaces), 2nd. ed., Springer Series in Surf. Sci. 20, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 1994
[3] Články v odborných časopisech doporučené vedoucím práce.
Vedoucí: Doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc. - A326, A327, A332, tel. 2250, 2342, 2346
Anotace:
Řada kovů vytváří na zrekonstruovaném povrchu křemíku Si(100)2×1 lineární atomární řetízky, které narůstají kolmo na dimerové řady křemíkových atomů povrchové rekonstrukce. Řetízky jsou tvořeny kovovými dimery orientovanými ve směru řetízku. Elektronová struktura řetízků tvořených atomy stejného prvku nevykazuje kovový charakter. To je problém z hlediska jejich použití v budoucích elektronických součástkách, nicméně teoretické výpočty naznačují výrazný rozdíl v elektronové struktuře (i vodivosti) řetízků tvořených sudým a lichým počtem atomů. Rovněž lze očekávat že vhodnou kombinací dvou nebo i více různých kovů budeme moci ovlivňovat elektronovou strukturu vzniklých objektů.
Pro experimentální studium bude využita technika rastrovací tunelové mikroskopie (STM) pro zobrazení povrchu v reálném prostoru s lokálním atomárním rozlišením. Z hlediska možného využití nízkodimenzionálních struktur v aktivních prvcích je vedle struktury nesmírně důležitá i otázka jejich elektronických vlastností. Na tuto otázku může dát odpověď tunelová spektroskopie (STS).
Cíle práce:
• Zvládnutí experimentálních technik STM/STS pro studium povrchových struktur a procesů v ultravakuových p odmínkách.
• Zvládnutí současné depozice dvou kovů ( In-Sn případně Al-Sn ) a vytváření reprodukovatelných struktur na povrchu Si(100) 2×1.
• Studium objektů metodou STM/STS.
Seznam odborné literatury:
1. Venables J. A.: Surfaces and Thin Film Processes, Cambridge Univ. Press Cambridge 2000
2. Bai C.: Scanning Tunneling Microscopy and its Application, Springer Series in Surf.Sci.32, Berlin-Heidelberg, New York 1992
3. Methods of experimental physics: Scanning tunneling microscopy, ed. by J.A.Stroscio, W.J. Kaiser, Academic Press Ltd., 1993
Vedoucí: Doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc. - A326, A327, A332, tel. 2250, 2342, 2346
Anotace:
Technika STM je velmi pespektivní v souvislostí s rozvojem nanotechnologií. STM jako jedina technika umožňuje přímou manipulaci s jednotlivými atomy a molekulami na povrchu, vytváření definovaných struktur v atomárním měřítku, a jejich následné zobrazení.
Molekula vody se po dopadu na povrch Si(100) 2×1 disociuje a vzniklé fragmenty (H,OH) se naváží na povrchové atomy křemíku. Bylo pozorováno, že během řádkování hrotem mikroskopu nad disociovanou molekulou dochází k viditelnému přepínání mezi různými konfiguracemi, související s přesuny vodíku nebo skupiny OH. Tento systém je proto vhodným kandidátem pro první pokusy s atomárními manipulacemi na povrchu Si(100)2×1.
Zvládnutím řízeného přepínání konfigurace a pochopení interakce s hrotem může následně umožnit řízenou manipulaci s disociovanou molekulou vody a také její cílené přemisťování po povrchu a vytváření geometrických předloh pro následnou přípravu kovových nanostruktur, a to v atomárním měřítku.
Cílem práce bude studium vlivu parametrů (proud, napětí, vzdálenost) tunelového kontaktu hrot-povrch na četnost změn konfigurace C defektu a nalezení parametrů, při nichž by mohlo docházet k přesunu skupin H a OH po povrchu. Součástí bude i pokus o nalezení parametrů pro „odsátí“ a opětovné uvolnění atomu z hrotu na povrch při pokojové teplotě.
Úkoly práce jsou:
• Rešere literatury týkající se manipulací s jednotlivými atomy pomocí hrotu STM
• Seznámení se s problematikou STM experimentu v ultravakuu
• Příprava rekonstruovaného povrchu Si(100) 2×1
• Měření četnosti změn konfigurace C defektu v závislosti na parametrech tunelového kontaktu
• Pokusy o řízený přesun atomu vodíku, skupiny OH či obou
Výsledky práce budou vychodiskem pro vytváření definovaných nanostruktur atom po atomu na křemíkovém povrchu Si(100)2×1.
Seznam odborné literatury:
1. Venables J. A.: Surfaces and Thin Film Processes, Cambridge Univ. Press Cambridge 2000
2. Bai C.: Scanning Tunneling Microscopy and its Application, Springer Series in Surf.Sci.32, Berlin-Heidelberg, New York 1992
3. Methods of experimental physics: Scanning tunneling microscopy, ed. by J.A.Stroscio, W.J. Kaiser, Academic Press Ltd., 1993
Vedoucí: RNDr. Pavel Kocán, Ph.D. - A330, A327, A332, tel. 2349, 2342, 2346
Anotace:
Povrch krystalu křemíku je často využíván jako podložka pro spontánní růst uspořádaných kvantových teček - klastrů obsahujících pouze pár atomů. Z hlediska elektronové struktury takové tečky představují uměle vytvořené atomy s novými fyzikálními vlastnostmi. V minulosti byla využita především podložka s dobře známou rekonstrukcí 7x7. Tématem práce je studium možnosti využití méně běžné rekonstrukce 5x5, která slibuje růst ještě menších kvantových teček. Za tímto účelem bude využit řádkovací tunelový mikroskop (STM), umožňující atomárně rozlišené pozorování povrchu. Výsledky práce budou přímo publikovatelné, na práci je možné navázat prací diplomovou.
Zásady pro vypracování
1) Seznámení se s metodou řádkovací tunelové mikroskopie
2) Příprava povrchu Si(111)5x5
3) Příprava nanostruktur na povrchu Si(111)5x5
4) Nalezení vhodných podmínek pro uspořádání nanostruktur ve formě kvantových teček
Seznam odborné literatury
[1] Eckertová L.: Physics of Thin Films, Plenum Press, NY 1986.
[2] Bai C.: Scanning Tunneling Microscopy and its Application, Springer Series in Surf.Sci.32, Berlin-Heidelberg, New York 1992.
[3] Ch.Kittel - Úvod do FPL, Academia 1985.
[4] Články v odborných časopisech podle doporučení vedoucího práce.
Vedoucí: RNDr. Pavel Kocán, Ph.D. - A330, A327, A332, tel. 2349, 2342, 2346
Anotace:
Z důvodu možných aplikací ve spintronických součástkách je studována skupina přechodových kovů a jejich reakce s povrchem křemíku. Příkladem je růst silicidu manganu (MnSi), u kterého teoretické výpočty předpověděly vysoký stupeň polarizace spinu v atomárně tenkých krystalických vrstvách. 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 vrstev MnSi 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: RNDr. Tomáš Gronych, CSc. - A337, tel. 2227, 2730
Anotace:
Ideálním prvkem, kterým lze teoreticky realizovat vakuovou vodivost známé hodnoty, je otvor v nekonečně tenké stěně vakuového systému. Prakticky – např. pro potřeby konstrukce etalonů vakua – lze vakuovou vodivost o známé hodnotě realizovat např. jako sférický kanál ve stěně konečných rozměrů, viz obrázek. Vodivost clony je nezávislá na tlaku v oblasti molekulárního proudění plynu, v oblasti přechodového proudění se s tlakem zvyšuje, viz graf na obrázku. Hranice mezi těmito oblastmi je dána poměrem střední volné dráhy částic plynu a průměru clony, se zmenšujícím se průměrem se posouvá k vyšším tlakům. Zajímavým vakuovým prvkem by mohla být clona konstruovaná jako paralelní spřažení mnoha malých otvorů. Výhodou ve srovnání s jedinou větší clonou stejné vodivosti je posun hranice přechodového proudění k vyšším tlakům. Teoreticky ani experimentálně nebyl doposud řešen vliv vzdálenosti otvorů daného rozměru na hranici, kde se mění charakter proudění. Při dostatečném „rozestupu“ se zřejmě chovají jako jednotlivé clonky , při těsném uspořádání se mohou ovlivňovat, tzn. chovat jako jediná clona většího průměru.
Cílem práce je experimentálně změřit posun hranice přechodové oblasti proudění na modelových víceotvorových clonách s proměnnou vzdáleností jednotlivých otvorů.
Zásady pro vypracování:
1) Studium literatury týkající se proudění plynu ve vakuu.
2) Návrh a sestavení vakuového experimentálního systému.
3) Změření závislosti vodivosti modelových clonek na tlaku.
4) Interpretace změřených výsledků.
Literatura:
[1] J. M. Lafferty: Foundations of Vacuum Science and Technology, J. Wiley & Sons, New York, 1998, ISBN 0-471-17593-5.
[2] J. F. O’Hanlon: A User’s Guide to Vacuum Technology, J. Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2003, ISBN 0-471-27052-0.
[3] Další literatura po dohodě s vedoucím práce.