Modelování dynamické teorie difrakce pomalých elektronů na povrchových strukturách modelových katalyzátorů a senzorů

Student: Lachnitt Jan
Školitel: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc.
Konzultant: RNDr. Daniel Mazur, Ph.D.
Stav práce: přerušená

Abstrakt:

Fyzikální vlastnosti povrchů pevných látek jsou rozhodujícím faktorem v interakcích těchto látek s okolím, zejména s plyny a kapalinami. Materiálů s význačnými vlastnostmi v tého oblasti se využívá jako katalyzátorů chemických reakcí a jako čidel. Struktura povrchů na atomární úrovni je jednou z klíčových vlastností a lze ji efektivně studovat metodou difrakce pomalých elektronů (LEED) na krystalických modelových systémech v těsné součinnosti s počítačovým modelováním. Detailní znalost struktury materiálu v rozsahu několika atomárních vrstev v blízkosti povrchu umožňuje vysvětlení mikroskopických příčin různých makroskopických vlastností včetně adsorpční a katalytické aktivity povrchů.

V rámci této doktorské práce bude studována struktura povrchů planárních krystalických modelových systémů pro heterogenní katalýzu a čidla. Zejména půjde o tenké vrstvy kovů a vodivých oxidů, např. částečně redukovaných oxidů CeO₂ a V₂O₅, na orientovaných površích monokrystalických substrátů z platiny, mědi a vanadu. Předmětem této práce bude:
1. počítačové modelování intenzitních profilů (I-V křivek) povrchů modelových systémů dle dynamické teorie metody difrakce pomalých elektronů (D-LEED),
2. iterativní hledání vhodných strukturních modelů povrchů připravovaných a měřených metodou LEED pracovníky Skupiny fyziky povrchů KFPP.

Modelování bude probíhat v zařízení s dedikovanou UHV aparaturou se zařízením LEED s vysokou přesností, vhodným pro analýzu získaných dat dle dynamické teorie difrakce. K záznamu a zpracování dat budou využity existující komerční a vlastní programy, k modelování pak volně šiřitelný balík SATLEED v jazyce Fortran.

Seznam literatury:
1. N. W. Ashcroft, N. D. Mermin: Solid State Physics. 1st Ed., Brooks Cole 1976.
2. A. Zangwill: Physics at surfaces. Cambridge University Press, Cambridge 1988.
3. M. A. van Hove: Low-Energy Electron Diffraction: Experiment, Theory and Surface Structure Determination. Springer Series in Surface Sciences, Springer 1986.