Vliv napětí mezi hrotem a podložkou na zobrazení Ag nanoklastrů a jiných objektů na povrchu křemíku. STM nezobrazuje pouze topografii povrchu ale také odráží hustotu povrchových stavů vzorku.
Student: Jan Steffl
Vedoucí: RNDr. Pavel Sobotík, CSc.
Konzultant: Doc. RNDr. Ivan Ošťádal, CSc.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Rozvoj epitaxních ultravakuových technik umožňuje vysokou úroveň řízení růstu vrstev a dovoluje přípravu nových umělých materiálů, které mají neobvyklé vlastnosti - zejména se jedná o útvary s velmi malým jedním či více rozměry - kvantové struktury - supermřížky, kvantové jámy. Velké úsilí se věnuje přípravě plošně uspořádaných nanostruktur – soustav tzv. kvantových drátů a kvantových teček - a to využitím samoorganizovaného chování atomů v průběhu růstu.
Pro charakterizaci elektronové struktury nanostruktur je nutné buď připravit velké množství zcela identických objektů (miliony, to není snadný úkol) a studovat je klasickými spektroskopickými metodami, nebo použít lokální techniku jako je rastrovací tunelový mikroskop.
Rastrovací tunelový mikroskop (STM) zprostředkovává informaci o povrchu a jednotlivých adsorbovaných atomech a objektech s atomárním rozlišením a zároveň umožňuje sledovat až desítky mm2 plochy vzorku. Lze tak sledovat chování adsorbovaných atomů v závislosti na atomárním uspořádání jejich bezprostředního okolí a posuzovat tak vliv povrchových defektů, nepravidelností, atomárních schodů apod.
Rastrovací tunelová spektroskopie (STS) dále rozšiřuje možnosti STM. Závislost tunelového proudu na napětí změřená mezi hrotem a povrchem odráží informace o lokální hustotě povrchových elektronových stavů v přesně definovaném místě povrchu a to s takovým prostorovým rozlišením, které nemůže poskytnout žádná z jiných běžně používaných technik.
Práce bude převážně experimentálního zaměření. Bude zahrnovat zejména zvládnutí techniky STM /STS (základní principy činnosti, příprava hrotu, ovládání UHV STM zařízení a jeho modifikace pro STS měření), standardní přípravu a charakterizaci Si substrátu, depozici vybraného kovového materiálu v tloušťkách 0-0,1 ML, určení morfologie adsorbátu a změření tunelových spekter nad kovovými atomy nebo jejich shluky v různých konfiguracích a na volném povrchu. Nedílnou součástí je rovněž vyhodnocení změřených dat ( statistické parametry morfologie kovových objektů, korelace mezi STS spektry a lokálním atomárním uspořádáním, ověření reprodukovatelnosti spekter).