Školitel: Ing. Štěpán Stehlík, Ph.D. (Fyzikální ústav AV ČR)
Stav práce: volná
Anotace:
Nanodiamanty s typickou velikostí 5 a více nanometrů zažívají velký zájem na poli vědy a techniky. Další snížení jejich velikosti by je přiblížilo molekulárním rozměrům a otevřelo nové možnosti pro jejich výzkum a aplikace od kvantové fyziky po biomedicínu. Tématem pro doktorskou disertační práci je příprava nanodiamantů se střední velikostí pod 2 nm, tedy v oblasti, kde se v diamantu předpokládají kvantové jevy. Náplň práce bude zahrnovat řízení velikosti a povrchové chemie různých typů nanodiamantů pod 2 nm a jejich charakterizace pomocí spektroskopických (Ramanovská a infračervená spektroskopie) a mikroskopických (mikroskopie atomárních sil (AFM), Kelvinovská mikroskopie (KPFM), skenovací tunelovací mikroskopie (STM)) technik s důrazem na studium kvantových jevů, např. „phonon confinement effect“, rozšiřování pásu zakázaných energií, Coulombická blokáda apod.
Nanodiamonds (NDs) with a typical size of 5 nm or higher have attracted broad interest in science and technology. Further size reduction of DNDs would bring these nanoparticles to the molecular-size level and open new prospects for research and applications in various fields, ranging from quantum physics to biomedicine. Topic of this dissertation thesis is preparation and characterization of nanodiamonds with mean size lower than 2 nm, i.e. in the expected quantum region of diamond. The work will focus on size and surface chemistry control of diverse types of nanodiamond in the size region below 2 nm. The nanodiamonds will be characterized by spectroscopic (Raman and infrared spectroscopy) and microscopic (atomic force microscopy (AFM), Kelvin probe force microscopy (KPFM) and scanning tunneling microscopy (STM)) techniques with accent on quantum phenomena such as phonon confinement effect, bandgap broadening, Coulombic blockade etc.