Student: Pavlíková Romana
Školitel: Doc. RNDr. Karel Mašek, Dr.
Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc.
Stav práce: zadaná
Anotace:
Fyzikálně-chemických vlastností oxidů wolframu a ceru se s výhodou využívá v oblasti heterogenní katalýzy, senzorů plynů a nově také jako katalyzátorů pro palivové články. Ke studiu vlivu struktury a morfologie katalyzátorů a senzorů na jejich fyzikálně-chemické vlastnosti se používají tzv. modelové systémy. Ty jsou zpravidla tvořeny epitaxními vrstvami připravenými na monokrystalických podložkách za přesně definovaných podmínek. Zvládnutí přípravy epitaxních vrstev je prvním krokem ke studiu modelových systémů. Chemické vlastnosti povrchů je možné dále ovlivnit modifikací povrchu pomocí depozice aktivních kovů. V modelových systémech je aktivní fáze 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.
Předmětem disertační práce je detailní studium podmínek přípravy oxidů wolframu a ceru s cílem vytvořit velmi kvalitní epitaxní vrstvy s požadovanou strukturou povrchu. Výsledků této části práce bude dále využito pro přípravu povrchově modifikovaných modelových systémů pomocí depozice aktivních kovů (Pd, Pt, Rh, Sn, Au..). Struktura, morfologie a chemické složení vrstev budou studovány metodou reflexní difrakce rychlých elektronů (RHEED), mikroskopií atomárních sil (AFM) a fotoelektronovou spektroskopií buzenou rtg a synchrotronovým zářením (XPS, SRPES). Chemické vlastnosti a reaktivita připravených systémů budou studovány adsorpcí a reakcí jednoduchých molekul metodami fotoelektronové a infračervené spektroskopie. Epitaxní vrstvy oxidů a kovů budou připravovány vakuovou depozicí v ultra-vakuových podmínkách.
Experimentální práce bude probíhat v ultra-vakuové 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.
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.