Obrázek nanotyček WO3 samoorganizovaných na povrchu slídy pořízený v SEM v modu sekundárních elektronů. Student: Chlupová Šárka
Vedoucí: Doc. Mgr. Iva Matolínová, Dr.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Oxidy prvků, které se mohou vyskytovat ve více oxidačních stavech (např. W, Ce, Sn, Fe), jsou často využívány jako materiály vhodné pro vývoj nových nanostrukturních katalyzátorů a senzorů. Jejich vlastnosti jsou do značné míry určeny strukturou a složením (jejich aktivitu a selektivitu lze např. významně modifikovat přidáním malého množství katalyticky aktivního kovu). Detekce plynů u tohoto typu senzoru je založena na změně vodivosti vlivem oxidačního/redukčního prostředí.
Materiály o rozměrech redukovaných na jednotky či desítky nanometrů, jako jsou nanotečky a nanovlákna, získávají specifické vlastnosti, které jsou zcela odlišné od těch majících makroskopické rozměry. Tím se dostávají do popředí zájmu jako stavební bloky moderních elektronických nanosoučástek. Za účelem studia a využití vlastností nanostruktur je třeba je kontaktovat s přesností nanometrů. Výroba nanokontaktů je stále výzvou vzhledem k obtížnosti provedení v submikrometrovém měřítku. Obvykle používanými metodami jsou metody litografie elektronovým svazkem (EBL) či depozice asistovaná iontovým svazkem (FIB). Jejich využití je v případě nevodivých substrátů obtížné v důsledku efektu nabíjení.
Bakalářská práce bude zaměřena na přípravu kontaktů pro senzorická měření systému nanotyček oxidu wolframu samoorganizovaných na povrchu slídy metodou elektronové litografie v řádkovacím elektronovém mikroskopu (SEM). V rámci řešení práce budou vrstvy rezistu na povrch slídy deponovány pomocí odstředivého lití (spin-coating). Bude hledána vhodná kombinace tloušťky e-resistu(ů), parametrů depozice a expozice elektronovým svazkem včetně pracovních postupů tak, aby byly na povrchu slídy kontaktovány jednotlivé nanostruktury WO3/slída. Takto připravené vzorky pak budou testovány jako vodíkové senzory.
K práci bude využito zařízení pro odstředivé lití citlivých vrstev, řádkovací elektronový mikroskop TESCAN-Mira FEG III a aparatura pro senzorická měření.
Obrázek nanotyček WO3 samoorganizovaných na povrchu slídy pořízený v SEM v modu sekundárních elektronů. Dílčí úkoly:
1. Bibliografická rešerše.
2. Zvládnutí ovládání základních funkcí SEM.
3. Příprava vrstev rezistů, jejich expozice elektronovým svazkem a následné vyvolání s ohledem na optimalizaci tloušťky vrstev rezistů, parametrů expozice a pracovních postupů s cílem kontaktování nanostruktur na nevodivém substrátu.
4. Kontaktování systému nanotyček WO3 na povrchu slídy pomocí EBL v SEM.
5. Měření senzorických vlastností kontaktovaných nanostruktur pro vodík.
6. Vyhodnocení výsledků a sepsání bakalářské práce.
Literatura:
1. Nanostructures & Nanomaterials, G. Cao, Imperial College Press, ISBN: 1-86094-415-9, London 2004.
2. Physical Principles of Electron Microscopy, R. F. Egerton, Springer, ISBN 978-0387-25800-0, Edmonton, Kanada 2007.
3. Elektronová litografie v řádkovacím elektronovém mikroskopu, S. Haviar, Diplomová práce, MFF UK, Praha 2010.
4. Gas Sensors Based on One Dimensional Nanostructured Metal-Oxides: A Review, M. M. Arafat, B. Dinan, Sheikh A. Akbar and A. S. M. A. Haseeb, Sensors 2012, 12, 7207-7258; doi:10.3390/s120607207.
5. Články v odborných časopisech podle dohody s vedoucí práce.