Student: Jan Beran
Školitel: Doc. RNDr. Karel Mašek, Dr.
Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Význačných fyzikálně-chemických vlastností systémů kov/oxid se využívá v oblasti heterogenní katalýzy a senzorů plynů. Ke studiu vlivu struktury a morfologie na fyzikálně-chemické vlastnosti katalyzátorů a senzorů lze využít modelových systémů - epitaxních vrstev připravených na monokrystalických podložkách za přesně definovaných podmínek. Aktivní fáze je tvořena orientovanými nanočásticemi složenými z jedné nebo více kovových složek (monometalické nebo bimetalické systémy). Znalost detailní struktury nanočástic umožňuje pochopení vzájemného vztahu struktury a jejich adsorpčních a katalytických vlastností. Kovové nanočástice se připravují nejčastěji napařováním v ultravakuových podmínkách (UHV).
Předmětem disertační práce je studium fyzikálně chemických vlastností systémů kov (Pd, Pt, Rh, Sn, Au..)/oxid (WO3, CeO2, ...) metodou reflexní difrakce rychlých elektronů (RHEED) a metodami elektronových spektroskopií: fotoelektronovou spektroskopií (XPS), Augerovou spektroskopií (AES), spektroskopií charakteristických ztrát (EELS). Jako modelové substráty budou použity tenké vrstvy oxidů WOx, CeOx, ... připravené epitaxně na povrchu kovových monokrystalů. Měření budou probíhat rovněž v laboratoři "Material Science Beamline" na Synchrotronu Elettra v Terstu. V rámci studia je možné absolvovat jednoroční pobyt v ústavu NIMS v Japonsku.
Experimentální práce bude probíhat ultravakuové aparatuře vybavené komerčním hemisférickým vícekanálovým analyzátorem pro měření elektronových spektroskopií a komerčním analyzátorem pro měření energetického rozdělení difraktovaných svazků. Přestože je disertační práce experimentální, doktorand získá i řadu teoretických znalostí v oblasti fyziky povrchů a vrstev a řadu zkušeností v oblasti zpracování digitálních signálů a obrazové informace. Konkrétní náplň práce lze přizpůsobit na základě dohody s vedoucím práce. Získané znalosti a zkušenosti s měřením na moderních zařízeních jsou využitelné v oblasti analýzy chemického složení pevných látek a povrchů (výzkum povrchů a materiálů) a jejich elektronických vlastností jak ve vědeckých tak i průmyslových laboratořích.
| |
| Obrázek: Aparatura RHEED - XPS (vlevo) a příklad RHEED difrakčního obrazce a jeho interpretace (oxid wolframu) | |
Physical and chemical properties of epitaxial metal (Pd, Pt, Rh, Sn or Au) - oxide (WO3, CeO2...) systems will be studied by means of reflection high-energy electron diffraction (RHEED) and by methods of electron spectroscopy: photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES), electron energy loss spectroscopy (EELS). The epitaxial metal-oxide systems are suitable for model studies in the field of heterogeneous catalysis and gas sensing. As model substrates the epitaxial thin film oxides WOx, CeOx, ... grown on the surface of metallic single-crystals will be used. The measurements will be performed on UHV chamber equipped with CCD camera RHEED system, hemispherical analyzer with multichannel detection and special analyzer for energy analysis of diffracted beams, placed surface laboratory in Prague as well as at Material Science Beamline at Elettra synchrotron in Trieste.
Literatura
L. Eckertová a kol., Metody analýzy povrchů - elektronová mikroskopie a difrakce, Academia, Praha 1996
W. Braun, Applied RHEED - Reflection High-Energy Electron Diffraction during crystal growth, Springer - Verlag, Heidelberg 1999
Ayahiko Ichimiya and Philips I. Cohen, Reflection High-Energy Elektron Diffraction, Cambridge University Press, 2004
D. Briggs, M.P. Seah: Practical Surface Analysis, vol. 2 - Auger and X-ray Photoelectron spectroscopy, Wiley, 1990
Časopisecká literatura