Katedra fyziky povrchů a plazmatu

Nabídka témat diplomových prací pro šk. rok 2021/2022

zobrazit předchozí rok (2020/2021), další rok (2022/2023)

POZOR! Neprohlížíte aktuálně vyhlášená témata.

cepice Katedra fyziky povrchů a plazmatu vypisuje pro školní rok 2021/2022 následující témata diplomových prací.

Zápis Zájemce prosíme, aby se zapisovali v sekretariátu KFPP ve 2. patře KO Troja.

Práce pro obor Fyzika povrchů a ionizovaných prostředí

Pracovní skupina fyziky plazmatu a modelování

Pracovní skupina fyziky povrchů

Pracovní skupina nanomateriálů


Analýza nestabilit typu ELM na tokamacích JET a COMPASS
Analysis of ELM instability in JET and COMPASS tokamaks


Vedoucí: Mgr. Jan Horáček, Ph.D. DSc. (ÚFP AV ČR)
Konzultant: Doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D. - A025, A024, tel. 2224, 2237

Anotace:

K rozlišení nestabilit typu ELM (Edge Localised Mode) v tokamaku je třeba měřit dostatečně rychle teplotu okrajového plazmatu. V některých případech nelze měřit teplotu přímo (např. JET), ale lze použít tzv. metodu CAV, to je středování volt-ampérových charakteristik Langmuirovy sondy pro mnoho ELMů. Výsledky prezentované v [2,4] však ukazují překvapivě nízkou teplotu elektronů a naopak indikují vysokou teplotu iontů, což by nasvědčovalo nežádoucímu rozprašování wolframu [3] tepelného štítu divertoru tokamaku. Rychlá měření elektronové teploty [7] na tokamaku COMPASS z roku 2020 ukázala dobrý soulad experimentálních dat jak s free streaming modelem [5], tak zjištění, že teplota iontů zvýšená není. Cílem diplomové práce je potvrdit či vyvrátit naznačené poznatky, a to použitím metody CAV pro analýzu dat z měření Ball-Pen sondou a zpracováním dat z volt-ampérových charakteristik Langmuirovy sondy. Metoda bude aplikována na dostupná či nová data z tokamaků COMPASS a JET.

Cíle práce:
1) seznámit se s aktuálními problémy fúze [1],
2) adaptace existujícícho kódu v Matlabu určeného pro analýzu CAV,
3) metodou CAV analyzovat data z tokamaku COMPASS a JET,
4) srovnat pozorování z obou tokamaků a diskutovat výsledky.

Studijní literatura:
[1] F. F. Chen,  Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion. Third Edition. Springer, Cham, 2016
[2] C. Guillemaut, A. Jardin, J. Horacek et al.   Plasma Phys. Control. Fusion 57 (2015) 085006
[3] C. Guillemaut, A. Jardin, J. Horacek et al.   Phys. Scr. T167 (2016) 014005
[4] C. Guillemaut et al 2018   Nucl. Fusion 58 066006
[5] W. Fundamenski, R. A. Pitts.   Plasma Phys. Control. Fusion 48 (2006) 109–156
[6] D. Tskhakaya 2017   Plasma Phys. Control. Fusion 59 114001
[7] J. Adamek et al.   Nucl. Fusion 60 (2020) 096014
[8] dle zájmu populární literatura z http://www.ipp.cas.cz/ufp-v-mediich/Publications/


Zkoumání kolektivních interakcí v ultra-chladném plazmatu
Studies of many-body effects in ultra-cold plasma


Vedoucí: Mgr. Michal Hejduk, Ph.D.

Anotace:

Ionty lasery zchlazené na tisíciny stupně nad absolutní nulou se dnes využívají v kvantových počítačích, kvantových detektorech a kvantových simulátorech. Simulátory slouží ke konstrukci modelů imitujících reálné systémy – jako jsou okraje černých děr, raný vesmír nebo vysokoteplotní supravodiče – které se vyznačují kvantově mechanickým kolektivním chováním, jež by klasické počítače simulovaly léta.

Ionty se musí uchovávat izolované od vnějších rušivých vlivů v tzv. iontových pastech. Na Katedře fyziky povrchů a plazmatu již léta provozujeme dvě a třetí vzniká právě za účelem zkoumání kvantových kolektivních jevů v plazmatu. Cílem je vytvořit systém, který bude obsahovat jak ionty, (což už je dnes ustálená praxe) tak i elektrony (to je nové). Něco podobného existuje uvnitř bílých trpaslíků a na površích neutronových hvězd. My máme tedy za cíl vytvořit “bílého trpaslíka na Zemi”, a to poprvé v historii!

Ionty v takovémto silně vázaném plazmatu reagují na vnější podněty kolektivně, protože jejich kinetická energie nedostačuje k tomu, aby rozbíjela dalekodosahové vazby. Tudíž je možné pozorovat nelineární odezvu celého částicového systému na interakce s elektrony nebo fotony.

V rámci Vaší diplomové práce se můžete podílet na počítačových simulacích ultra-chladného plazmatu za účelem predikce pozorovaných jevů. Nebo se můžete rozhodnout přiložit ruku ke stavbě aparatury, která sdílí mnohé s kvantovými počítači, čímž získáte praxi vhodnou pro práci na prestižních zahraničních pracovištích, jak akademických, tak soukromých (Honeywell, Infineon a další).

Projekt je financován z programu PRIMUS, jenž má za cíl podporovat mladé vědce přicházející ze zahraničí při rozvíjení excelentního výzkumu na půdě Univerzity Karlovy. Více informací rovněž zde: https://mhejduk.com.

Zásady pro vypracování

  1. Studium doporučené literatury.
  2. Počítačová simulace dynamiky ultra-chladného plazmatu v klasickém režimu.
  3. Teoretické prozkoumání dynamiky částic v limitním kvantově-mechanickém režimu.
  4. Podílení se na realizaci experimentu.

Literatura

  1. Herskind, P. F., Dantan, A., Marler, J. P., Albert, M. & Drewsen, M. Realization of collective strong coupling with ion Coulomb crystals in an optical cavity. Nature Phys 5, 494–498 (2009).
  2. Hejduk, M. & Heazlewood, B. R. Off-axis parabolic mirror relay microscope for experiments with ultra-cold matter. Rev. Sci. Instrum. 90, 123701 (2019).
  3. Dohnal, P., …, Hejduk, M. et al. Collisional-radiative recombination of Ar+ ions with electrons in ambient helium at temperatures from 50 K to 100 K. Phys. Rev. A 87, 052716 (2013).
  4. Foot, C. J. Atomic Physics (Oxford University Press, 2005).


Kinetické Monte Carlo modely nanočástic v přítomnosti povrchových defektů
Kinetic Monte Carlo simulations of nanoparticles in the presence of surface defects


Vedoucí: Doc. Mgr. Josef Mysliveček, Ph.D. - A133, tel. 2333
Konzultant: Doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D. - A330, A327, A332, tel. 2349, 2342, 2346

Anotace:

Heterogenní katalyzátory energeticky významných chemických reakcí mají často formu kovových nanočástic na povrchu oxidu. Rozhodující pro reaktivitu v konkrétní reakci je velikost nanočástic, která se v praxi kontroluje převážně pomocí teplotních a chemických cyklů [1]. Ukazuje se, že klíčový vliv na velikost nanočástic má přítomnost morfologických defektů na povrchu oxidu.

Cílem vypisované diplomové práce je charakterizace kinetického Monte Carlo modelu nukleace kovových nanočástic na substrátech, které obsahují bodové nebo lineární poruchy.

Bodové nebo lineární poruchy substrátu ovlivňují povrchovou difuzi deponovaného kovu a následnou nukleaci nanočástic. Kinetické Monte Carlo modely nukleace jsou standardním a silným nástrojem aplikovaným dosud převážně na idealizované substráty bez defektů. Navrhované zobecnění této techniky má potenciálně velkou důležitost pro porozumění nukleace a stability kovových nanočástic v reálných aplikacích.

Práce bude probíhat ve skupině fyziky povrchů KFPP. Práce je součástí mezinárodního výzkumného projektu zaměřeného na modelové elektrokatakyzátory kov-oxid [4].

Cíle práce:

  1. Seznámení se s metodou výpočtů Monte Carlo ve fyzice tenkých vrstev [2,3]
  2. Seznámení se s Monte Carlo modelem nukleace v přítomnosti povrchových defektů
  3. Studium vlastností simulovaných nanočástic – hustota, velikost, stabilita – v závislosti na vlastnostech povrchových defektů
  4. Vyhodnocení a prezentace získaných dat
Obrázek: Kinetická Monte Carlo simulace nukleace kovových částic na povrchu s lineárními defekty.

Literatura:


Modelové systémy na bázi tenkých epitaxních vrstev oxidu wolframu
Model systems based on epitaxial tungsten oxide thin films


Vedoucí: Doc. RNDr. Karel Mašek, Dr. - A130, A126, A346, tel. 2753, 2242 (fax), 2313, 2252

Anotace:

Oxid wolframu má zajímavé fyzikálně chemické vlastnosti z hlediska celé řady průmyslových aplikací. Základní fyzikálně chemické vlastnosti tenkých vrstev se obvykle studují na modelových systémech tvořených epitaxními vrstvami. Cílem této diplomové práce je nalézt optimální podmínky (podložka a její povrchová orientace, teplota během přípravy, rychlost depozice …) pro přípravu tenkých epitaxních vrstev oxidu wolframu a charakterizovat jejich fyzikálně chemických vlastností. Práce je pokračováním úspěšného studia těchto vrstev na povrchu Cu(110), které vedlo k přípravě nízkodimenzionálních samoorganizovaných nanostruktur. Vrstvy budou dále dopovány aktivními kovy jako platina a zlato, které významně ovlivňují vlastnosti těchto vrstev. Vrstvy budou připravovány napařováním v ultravakuových podmínkách. Jejich krystalografická struktura a chemický stav budou studovány metodou reflexní difrakce rychlých elektronů (RHEED) a různými elektronovými spektroskopiemi (AES – spektroskopie Augerových elektronů, XPS – fotoelektronová spektroskopie). Povrchová morfologie vrstev zkoumána pomocí mikroskopu atomárních sil (AFM) popřípadě řádkovací elektronovou mikroskopií..

Morfologie vrstvy měřená pomocí AFM

RHEED difrakční obrazec

Cíle práce:
1) seznámení se s laboratorním systémem RHEED a XPS-AES
2) příprava tenkých epitaxních vrstev WOx na různých površích kovových monokrystalů, depozice aktivních kovů
3) nalezení optimálních podmínek přípravy
4) měření krystalografické a elektronické struktury vrstev metodami RHEED, XPS, AES a interakce kov-oxid
5) měření povrchové morfologie vrstev
6) vyhodnocení a interpretace naměřených dat

Navrhovaná diplomová práce úzce souvisí s projekty řešenými ve skupině povrchů KFPP a lze na ni navázat v následném doktorandském studiu. V průběhu studia se předpokládá i účast na měření na Synchrotronu Elettra v Terstu.

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) Ayahiko Ichimiya and Philips I. Cohen, Reflection High Energy Diffraction, Cambridge University Press, Cambridge 2004
4) W. Braun, Applied RHEED, Springer – Verlag Berlin Heidelberg 1999
5) D. Briggs and M.P.Seah, Practical Surface Analysis, second edition, John Wiley & Sons, 1990
6) Články v odborných časopisech podle dohody s vedoucím práce


Nanoslitiny a směsné oxidy pro vodíkovou energetiku
Nanoalloys and mixed oxides for hydrogen energetics


Vedoucí: RNDr. Viktor Johánek, Ph.D. - A133, tel. 2333
Konzultant: Doc. RNDr. Václav Nehasil, Dr. - A134, A141, tel. 2776, 2751

Anotace:

Ve skupině fyziky povrchů se v současné době řeší řada aktuálních témat spojených s heterogenní katalýzou průmyslově i environmentálně důležitých reakcí. Do popředí zájmu se dostávají procesy spojené s vytvářením a ukládáním zdrojů čisté energie, mezi nimiž zaujímá hlavní místo vodík. Návrh a výzkum k tomu potřebných katalyzátorů je klíčovým krokem směrem k budoucímu masovému využití. K tomu je však také potřeba vyvinout materiály, které nahradí v současné době hojně používané drahé kovy, resp. pomocí optimalizace minimalizují jejich potřebu. Jedna z možných cest k tomuto cíli směřuje přes binární systémy využívající nesených slitinových nanočástic nebo směsných oxidů kovů.

Porozumění jejich fungování je možné díky studiu tzv. modelových systémů, u nichž lze díky jejich dobré definovanosti často možné odvodit vztah mezi jejich složením, strukturou na mikroskopické úrovni a katalytickými vlasnostmi.

Cílem diplomové práce bude příprava takovýchto nanostrukturovaných katalyzátorů a charakterizace jejich reakčních vlastností. Experimenty budou probíhat v podmínkách vysokého vakua především na zařízení vybaveném metodami rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS), teplotně-programovanoé desorpce (TPD) a difrakci pomalých elektronů (LEED). V případě potřeby bude uchazeči umožněn přístup i k dalším analytickým metodám, např. rastrovací elektronové mikroskopii (SEM), mikroskopii atomárních sil (AFM) nebo infračervené reflexně-absorpční spektroskopii (RAIRS).

Zásady pro vypracování a cíle práce:

  1. Seznámení se s rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (XPS).
  2. Seznámení se s kvadrupólovou hmotovou spektrometrií (QMS) a metodami teplotně-programované reakce (TPR) a teplotně-programované desorpce (TPD).
  3. Příprava tenkovrstvých modelových systémů vzorků s definovanou strukturou a složením fyzikálními metodami.
  4. Studium interakce připravených vzorků s vybranými plyny a jejich vzájemných reakcí metodami TPR, TPD a XPS, případně dalšími doplňkovými metodami.
  5. Zpracování experimentálních dat a jejich interpretace.

Literatura:

  1. Ertl, G., et al., eds. Handbook of Heterogeneous Catalysis. 2008, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, Germany.
  2. Henry, C.R.: Surface Science Reports 31(7-8) (1998) 235; Campbell, C.T.: Surface Science Reports 27(1-3) (1997) 1; Goodman, D.W.: Chemical Reviews 95(3) (1995) 523; Mullins, D.R.: Surface Science Reports 70(1) (2015) 42
  3. Liu, L.C. and Corma, A.: Chemical Reviews, 2018. 118(10): p. 4981-5079; Campbell, C.T. and Sauer, J.: Chemical Reviews 113(6) (2013) 3859.
  4. White, F.A. and Wood, G.M., Mass Spectroscopy, Applications and Engineering, John Wiley & Sons (1986); Niemantsverdriet, J. W., Spectroscopy in Catalysis: An Introduction, John Wiley & Sons (2000)
  5. Další časopisecká literatura dle potřeby a dohody s vedoucím práce.
Morfologie Pt nanočástic na tenké vrstvě CeO2, zobrazená pomocí STM. Vlevo nahoře termodesorpční spektra CO2 z tohoto povrchu po expozicích oxidem uhelnatým, ukazující postupně klesající disociační aktivitu s počtem cyklů.
Morfologie Pt nanočástic na tenké vrstvě CeO2, zobrazená pomocí STM. Vlevo nahoře termodesorpční spektra CO2 z tohoto povrchu po expozicích oxidem uhelnatým, ukazující postupně klesající disociační aktivitu s počtem cyklů.


Adsorpce nitroxylových organických radikálů na uspořádané vrstvy oxidu ceričitého.
Adsorption of nitroxyl organic radicals on ordered cerium oxide films.


Vedoucí: Ing. Nataliya Tsud, Dr.
Konzultant: Prof. Mgr. Iva Matolínová, Dr. - A125, tel. 2241, 2252, 2734, 2732

Anotace:

V rámci této diplomové práce navrhujeme studovat vazbu nitroxylových organických radikálů s uspořádanými povrchy oxidu ceričitého, materiálu s velice slibnými vlastnostmi pro bioaplikace a organickou elektroniku. Modelový systém bude připraven ve vakuu depozicí molekul nitroxylu z Knudsenovy cely na povrch epitaxních vrstev oxidu ceru. Uspořádané vrstvy stechiometrického CeO2 a substechiometrické CeO2-x připravené depozicí ceru v kyslíkové atmosféře na povrch substrátu Cu(111) budou analyzovány difrakční technikou LEED a fotoemisní spektroskopií XPS. Interakce molekul s povrchem oxidů bude studována pomocí fotoelektronových spektroskopií XPS, SRPES, RPES a NEXAFS na české optické dráze pro materiálový výzkum (MSB) v Terstu, Itálie.

Cílem práce bude studovat způsob interakce nitroxylových organických radikálů s uspořádanými povrchy oxidu ceričitého o různé stechiometrii.

Zásady pro vypracování:

  1. Studium doporučené literatury
  2. Seznámení se s principy experimentálních metod a systémů, které budou k řešení práce používány.
  3. Příprava tenkých vrstev oxidu ceričitého a charakterizace jejich uspořádání.
  4. Příprava a test vypařovadla molekul.
  5. Studium interakce organických radikálů s vrstvami CeO2 a CeO2-x.
  6. Vyhodnocení výsledků a sepsání práce.

Literatura

  1. Catalysis by Ceria and Related Materials, A. Trovarelli, Imperial College Press, ISBN: 1-86094-299-7.
  2. D. Briggs, M.P. Seah: Practical Surface Analysis, vol. 2 - Auger and X-ray Photoelectron spectroscopy, Wiley, 1990, ISBN 0-471-92081-9
  3. C.D. Spicer, E.T. Pashuck, M.M. Stevens, Achieving Controlled Biomolecule–Biomaterial Conjugation, Chem. Rev. 118 (2018) 7702–7743
  4. N. Tsud, R.G. Acres, M. Iakhnenko, D. Mazur, K.C. Prince, V. Matolín, Bonding of Histidine to Cerium Oxide, J. Phys. Chem. B 117 (2013) 9182-9193
  5. B. Kovac, I. Ljubic, A. Kivimaki, M. Coreno, I. Novak, Characterisation of the electronic structure of some stable nitroxyl radicals using variable energy photoelectron spectroscopy, Phys. Chem. Chem. Phys. 16 (2014) 10734


Studium mechanizmů chemických reakcí C1 na katalyzátorech na bázi oxidu ceru
Study of C1 chemical reactions on cerium based catalysts


Vedoucí: Mykhailo Vorokhta, Ph.D.

Anotace:
Navrhovaná diplomová práce bude zaměřena na studium mechanizmů jednoduchých chemických reakcí na modelových katalyzátorech na bázi oxidu ceru, které mají potenciál pro využití v C1 chemii (chemii molekul s jedním atomem uhlíku ve svém složení). Důraz bude kladen na studium chemických reakcí, jako jsou konverze vodního plynu (WGS reakce) a oxidace CO, reakcí důležitých pro průmysl a ekologické prostředí, a to na úrovni základního výzkumu. Tenkovrstvé modelové katalyzátory na bázi oxidu ceru se budou připravovat napařováním tenkých vrstev oxidu ceru s následovnou depozicí malého množství aktivního kovu. Takto připravené modelové katalyzátory se budou studovat metodami vysokotlaké rentgenové fotoelektronové spektroskopie (NAP-XPS). Tato moderní povrchová analytická technika umožňuje získání kompletní informace o meziproduktech chemické reakce vyskytujících se na povrchu katalyzátoru a chemickém stavu povrchu katalyzátoru přímo za podmínek blízkých reálným pracovním podmínkám. Získané informace pomohou pochopit mechanizmy a cesty, kterými probíhají zmíněné chemické reakce na povrchu různě připravených modelových katalyzátorů. Pochopení mechanizmů chemických reakcí by v důsledku mohlo vést ke zjištění způsobu přípravy a složení katalyzátoru s maximálním účinkem pro požadované katalytické procesy a získat požadované výstupní produkty reakce.

Zásady pro vypracování:

  1. Seznámit se s vysokotlakou rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (NAP-XPS). Jedná se o jediné zařízení tohoto typu v celé České republice, na světě jich funguje pouze několik desítek.
  2. Prostudovat ty části doporučené literatury, které se týkají problematiky studované ve vypsané práci.
  3. Růst tenkých vrstev oxidu ceru definované orientaci na povrchu monokrystalů Cu (111) s následovnou depozicí malého množství kovu (Pt a Fe).
  4. Studium mechanizmů jednoduchých chemických reakcí, jako jsou konverze vodního plynu a oxidace CO, na modelových katalyzátorech na bázi oxidu ceru metodou NAP-XPS.
  5. Zpracování experimentálních dat a sepsání diplomové práce.

Seznam odborné literatury

  1. D. Briggs and M. P. Seah, Practical Surface Analysis, John Willey and Sons, Chichester, England, 1990. (Rentgenová fotoelektronová spektroskopie).
  2. M. Salmeron and R. Schlogl, Ambient pressure photoelectron spectroscopy: A new tool for surface science and nanotechnology, Surf. Sci. Rep. 63, 169–199, 2008
  3. Polymer Electrolyte Fuel Cell, editor A. A. Franco, Pan Standford Publishing, Singapore 2013.
  4. Odborné články podle doporučení vedoucího práce.


Studium modelového katalyzátoru s iridiem
Ir based model catalyst study


Vedoucí: RNDr. Peter Kúš, Ph.D.
Konzultant: RNDr. Kateřina Veltruská, CSc. - A131, A132, tel. 2243, 2734, 2732

Anotace:

V souvislosti s narůstajícími počty zdrojů obnovitelné energie vzniká potřeba uskladnění přebytečné elektrické energie. Jednou z možností je přeměna elektrické energie v energii chemickou. K tomuto účelu je možné použít elektrolýzu vody v zařízení s protonově vodivou membránou (PEM-WE) za vzniku vodíku, který lze uskladnit a v budoucnu přeměnit zpět v energii elektrickou pomocí technologie palivových článků.

Ve skupině nanomateriálů již několik let probíhá výzkum naprašovaných katalyzátorů s obsahem Ir, Pt a Ru, vhodných pro PEM-WE, se snahou minimalizovat množství těchto vzácných kovů. Katalyzátory mají složitou strukturu a morfologii a je obtížné objasnit děje probíhající na jejich povrchu. K tomu slouží tzv. modelové katalyzátory – zjednodušené a velmi dobře definované systémy.

V rámci této práce budou katalytické systémy na bázi Ir a Pt či Ru deponovány v ultra vysokém vakuu a bude studována jejich vzájemná interakce, vliv teploty a přítomnosti plynů. Sledována bude zejména elektronová struktura vzniklých systémů.

Experimenty budou probíhat na aparatuře vybavené metodami fotoelektronové spektroskopie (XPS,UPS, XPD, ARUPS) a difrakcí pomalých elektronů (LEED).

Zásady pro vypracování:

  1. Studium literatury
  2. Seznámení s měřící aparaturou XPS/UPS/ISS/LEED
  3. Příprava modelových systémů na bázi Ir a Pt či Ru a jejich charakterizace metodami XPS, UPS, LEED,
  4. Studium vzájemné interakce kovů, vlivu teploty a přítomnosti plynů (kyslík, vodík, vodní páry)
  5. Zpracování dat a sepsání práce

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. J. Töpler, J. Lehmann: Hydrogen and Fuel Cell, Springer, 2014, ISBN 978-3-662-44972-1
  3. časopisecká literatura po dohodě s vedoucí práce


Studium růstu tenkých vrstev směsných oxidů ceru a železa
Study of the growth of thin iron-cerium oxide films


Vedoucí: RNDr. Peter Matvija, Ph.D.

Anotace:

Oxid ceru je dobře známý a široce používaný materiál díky své schopnosti snadno ukládat a následně uvolňovat kyslík [1]. Tato vlastnost ho předurčuje k využití v různých katalytických aplikacích (oxidace CO, water-gas-shift, reformace uhlovodíků …), kde slouží jako aktivní substrát pro katalyticky aktivní kovy jako jsou platina, rhodium a nikl [2, 3]. Nedávné studie ukázaly, že katalytickou aktivitu oxidu ceru v některých reakcích (oxidace CH4, redukce NOx …) lze zvýšit přidáním oxidu železa [4, 5].

Náplní této bakalářské práce je připravit tenké epitaxní vrstvy oxidu ceru na monokrystalu Cu(111) nebo Ru(0001). Na tyto vrstvy bude postupně napařeno různé množství železa a ceru a připravené povrchy budou charakterizovány dostupnými in-situ metodami.

Příprava vrstev bude kontrolována pomocí metod LEED (nízkoenergetická elektronová difrakce) a XPS (rentgenová fotoelektronová spektroskopie). Výsledné povrchy budou zobrazeny pomocí metod STM (skenovací tunelová mikroskopie) nebo AFM (mikroskopie atomárních sil). Cílem práce bude charakterizace vrstev CeOx + FeOx připravených za různých podmínek, tj. například různý poměr deponovaného železa a ceru, různá teplota substrátu během depozice apod.

Zásady pro vypracování

  1. Bibliografická rešerše.
  2. Seznámení se s experimentálními metodami XPS, LEED, STM a AFM.
  3. Příprava monokrystalického substrátu (například Ru(0001) nebo Cu(111)) v ultra-vysokém vakuu.
  4. Příprava směsných vrstev oxidu ceru a oxidu železa na vybraném substrátu za vhodných podmínek (vhodná teplota substrátu, tlak kyslíku).
  5. Charakterizace připravených vzorků pomocí STM/AFM a XPS.
  6. Vyhodnocení výsledků.
  7. Sepsání diplomové práce.

Seznam odborné literatury