Školitel: Doc. RNDr. Karel Mašek, Dr.
Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc.
Stav práce: volná
Anotace:
Systémů kov/oxid se s výhodou využívá v oblasti heterogenní katalýzy a senzorů plynů. Struktura rozhranní a chemická interakce mezi oběma složkami významným způsobem ovlivňují výsledné fyzikálně-chemické vlastnosti katalyzátorů a senzorů. Ke studiu těchto závislostí se používá modelových systémů - epitaxních vrstev připravených na monokrystalických podložkách za přesně definovaných podmínek. Získané poznatky se aplikují na systémy se strukturou podobnou reálným aplikacím. Studované vzorky se připravují pomocí vakuových technologií.
Předmětem disertační práce je studium struktury rozhranní a chemické interakce systémů kov (Pd, Pt, Rh, Sn, Au..)/oxid (WO3, CeO2, ...). Struktura modelových systémů bude zkoumána metodou reflexní difrakce rychlých elektronů (RHEED). Chemická interakce bude studována metodami elektronových spektroskopií: fotoelektronovou spektroskopií (XPS), Augerovou spektroskopií (AES), spektroskopií charakteristických ztrát (EELS). K přípravě modelových systémů bude využita metoda vakuového napařování v ultravakuových podmínkách. Reálné polykrystalické systémy budou připravovány metodou magnetonového naprašování. Měření budou probíhat rovněž v laboratoři "Material Science Beamline" na Synchrotronu Elettra v Terstu.
Navrhovaná disertační práce je zahrnuta do projektů společných disertačních prací probíhajících na pracovištích Karlovy Univerzity a Národního ústavu materiálového výzkumu v Tsukubě v Japonsku. Projekt předpokládá dvouletý pobyt doktoranda na pracovišti v Japonsku. Disertační práce je navržena tak, aby se výsledky získané na obou pracovištích navzájem doplňovaly a byla účelně využita špičková zařízení dostupná v obou laboratořích.
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. 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.
The goal of the proposed thesis is study of the interface structure and chemical interaction of metal (Pd, Pt, Rh, Sn or Au) - oxide (WO3, CeO2...) systems. Structure of the model systems (epitaxial layers prepared on single-crystal surfaces) will be studied by means of reflection high-energy electron diffraction (RHEED). Chemical interaction will be investigated 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. For preparation of model systems the method of vacuum evaporation under ultra high vacuum conditions will be used. More realistic polycrystalline systems will be prepared by method of magnetron sputtering. The proposed thesis belongs to the project of collaboration between Charles University in Prague and National Institute for Materials Science (NIMS) in Tsukuba, Japan. In frame of the project two years stay of the student at NIMS is supposed.
Předpokládané znalosti
Předpokládá se, že absolvent absolvoval studium fyziky se zaměřením na fyziku kondenzované fáze.
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