Student: Faitová Hana
Školitel: Ing. Jan Grym, Ph.D. (Ústav fotoniky a elektroniky AVČR)
Stav práce: zadaná
Anotace:
Oxid zinku (ZnO) je jedním z nejstudovanějších polovodičových materiálů současnosti. Má přímý zakázaný pás s velkou šířkou (3,3 eV při pokojové teplotě) a velkou vazebnou energií volného excitonu (60 meV), díky níž procesy excitonové emise přetrvávají až do pokojových teplot. Vyznačuje se řadou zajímavých vlastností jako je vysoká tepelná vodivost, radiační odolnost, optická transparentnost ve viditelné oblasti, piezoelektricita, povrchová citlivost pro detekci plynů a chemických látek či biologická kompatibilita, které předurčují široké možnosti jeho uplatnění. Jednodimenzionální ZnO nanostruktury (nanotyčinky a nanodráty) jsou předmětem zájmu pro potenciální aplikace zejména v senzorech plynů, chemických a biologických látek, svítivých diodách, laserech a fotodetktorech v UV oblasti nebo piezoelektrických nanogenerátorech.
Náplní dizertační práce je příprava jednodimenzionálních struktur ZnO, studium jejich strukturních, elektrických a optických vlastností a vysvětlení jevů odehrávajících se při jejich interakci s molekulami plynů a elektromagnetickým zářením. Nanotyčky ZnO budou připravovány na lokálně modifikovaných (paternovaných) substrátech. Paternování substrátů bude realizováno litografickými technikami a působením fokusovaných elektronových a iontových svazků a rastrující sondy s cílem získat plnou kontrolu nad pozicí, morfologií a fyzikálními vlastnostmi jednotlivých nanotyček uspořádaných v periodických polích.
Cíle práce:
- Příprava nanotyček ZnO růstem z chemických roztoků a popis mechanizmů jejich růstu.
- Nalezení vhodné litografické techniky lokální modifikace substrátů pro růst periodických polí nanotyček ZnO.
- Využití injekčního systému plynů GIS a nanomanipulátoru v rastrovacím elektronovém mikroskopu pro kontaktování nanostrukur ZnO. Popis transportu elektrického náboje.
- Analýza možností využití nanostruktur ZnO ve zdrojích energie a při detekci nebezpečných chemických látek.