|
|
Preparation and characterization of nanostructured III-V semiconductor materials
Maniš, Jaroslav ; Kostelník,, Petr (oponent) ; Hospodková,, Alice (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
The aim of the presented PhD thesis was to develop and analyze gallium nitride (GaN) nanostructures in three different forms. Firstly, three dimensional GaN nanocrystals prepared on graphene were studied from the perspective of the intrinsic crystal properties as well as growth statistics. Adopting the method of droplet epitaxy allowed the formation of such nanostructures at a low substrate temperature (T = 200°C). In order to demonstrate possible applications, the proof of concept of an UV sensitive device was designed and tested with the successful results and the great promise to the future work. Secondly, two dimensional GaN nanostructures were prepared on a pristine silicon surface also at low temperature (T = 200°C). Following experiments were focused on a study of a crystal structure and an elemental analysis as these structures have been observed for the first time. Two dimensional structures are promising candidates into the high power applications which are emerging in these days. Thus, preparation of such 2D GaN nanostructures serves as a solid foundation for the further research. Thirdly, one dimensional GaN horizontal nanowires were fabricated on different sapphire planes. The prepared nanowires provided adequate dataset for the subsequent data analysis related to the growth kinetics. Collected dataset was used for verification of the developed theoretical model of the nanowire growth. It has been shown that the theoretical model describes the growth of nanowires with great precision and, thus, provide a useful insight into the growth mechanisms.
|
|
|
Charakterizace optických vlastností InAs nanodrátů
Hošková, Michaela ; Ligmajer, Filip (oponent) ; Musálek, Tomáš (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na přípravu InAs nanodrátů a jejich následnou optickou charakterizaci. K přípravě nanodrátů je využita výhradně fyzikální depozice z plynné fáze pomocí metody selektivní epitaxe v aparatuře MBE. Jsou optimalizovány růstové podmínky pro tvorbu nanodrátů a jejich rozměry jsou charakterizovány rastrovacím elektronovým mikroskopem. S pomocí konfokální spektroskopie a spektroskopie ztrát energie elektronů je měřena optická odezva a studován vliv geometrie jednotlivých nanodrátů. Motivací je vývoj nové optické metody monitorující nanodráty přímo při růstu v aparatuře MBE.
|
|
| |
|
|
Korelovaná sondová a elektronová mikroskopie pro studium moderních magnetických nanomateriálů
Novotný, Ondřej ; Flajšman, Lukáš (oponent) ; Pavera, Michal (vedoucí práce)
Silný tlak na vývoj nových magnetických materiálů a jejich miniaturizaci, klade také důraz na vývoj nových analytických technik. Tato diplomová práce se zabývá vývojem a demonstrací korelované mikroskopie magnetických sil a elektronové mikroskopie, která je slibným nástrojem pro analýzu magnetických nanomateriálů. První část práce je věnována popisu fyzikálních základů mikromagnetismu se zaměřením na cylindrická nanovlákna. Na následujících stranách jsou popsány světelné, sondové, elektronové a synchrotronové metody pro mapování magnetických vlastností materiálů. V další části je popsán výzkum pohybu magnetických doménových stěn v cylindrických nanovláknech, který byl prováděný jako součást rozsáhlejší materiálové studie. Poslední část práce je věnována popisu vývoje korelované mikroskopie magnetických sil a elektronové mikroskopie na zařízení LiteScope. V rámci vývoje byl navržen a úspěšně otestován postup výroby magnetických sond. K výrobě sond bylo využito depozice indukované fokusovaným elektronovým svazkem a prekurzoru Co2(CO)8. V závěru práce je demonstrována vyvinutá technika na vícevrstevnatém Pt/Co vzorku, CoNi cylindrických nanovláknech, NiFe mikrostrukturách a FeRh metamagnetických nanoostrůvcích.
|
|
|
Preparation of low-dimensional III-V semiconductors
Stanislav, Silvestr ; Detz, Hermann (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
The diploma thesis deals with the preparation of nanostructures from indium arsenide (InAs) using the molecular beam epitaxy (MBE) method. Emphasis is placed on the production of structures in the form of nanowires on a silicon substrate. The introductory part of the thesis describes the motivation for the study of III-V semiconductors and specifically InAs. The following chapters explain two basic principles of nanowire formation. The experimental part of the work discusses the possibility of preparing an indium catalyst for self-seeded InAs nanowire growth in a specific MBE apparatus. The following part presents the results of InAs nanowires growth via the selective area epitaxy (SAE) mechanism. The nanowires were fabricated on a substrate with thermally decomposed silicon dioxide and on a substrate with a lithographically prepared silicon dioxide mask.
|
|
|
Exchange bias in metamagnetic heterostructures
Zadorozhnii, Oleksii ; Schneeweiss, Oldřich (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Exchange bias is an intriguing physical phenomenon occuring at the interface of antiferromagnet (AF) and ferromagnet (FM) materials, which has already been widely applied in electronics and magnetic recording industry. Despite being intensely studied for a long time, the exact mechanism behind it remains an unsettled matter. This work presents an overview of the relevant studies documenting exchange bias in thin film bilayer systems, including both experimental evidence and theoretical models developed. The experimental tasks of this diploma thesis covered both manufacturing and measurement of different exchange bias model systems. An Fe/FeRh bilayer (here the FeRh layer features a phase transition from AF to FM at 360K), provides convenient tunability of the exchange bias. Next, the exchange bias and shape anisotropy effects were investigated in Fe/FeRh microstructures. Lastly, the presence of exchange bias was investigated between the coexisting FM and AF phases in submicron FeRh nanowires. The samples were fabricated using magnetron sputtering and E-beam lithography. All the presented systems were analyzed using Magneto-Optical Kerr Effect microscopy. Exchange bias was successfully found in the Fe/FeRh system nearly identical in magnitude and orientation to the results in literature, having an inferior FM-AF interface quality. Training effect as well as rotational asymmetry were also proven to exist within this system, solidifying the presence of exchange bias. In nanowires, significant exchange bias was measured between the coexisting FM and AF phases during cooling from the FM phase to the AF phase.
|
|
|
Characterization of sensitive nanomaterials for MOX gas sensors
Priščák, Juraj ; Gablech, Imrich (oponent) ; Chmela, Ondřej (vedoucí práce)
This thesis deals with one-dimensional (1D) and two-dimensional nanomaterials (2D) in terms of their utilization for new types of gas sensors. Thesis focuses on study of sensing elements for gas sensors based on semiconductor metal oxide materials (MOX) and their manufacturing technology. The objective of the thesis is the design and implementation of a sensing elements formed by selected nanomaterials based on the structure of interdigital electrodes. The result of the practical part of the thesis is the characterization and comparison of materials in terms of their detection parameters in the presence of selected test gases. The first part of thesis hierarchically defines chemoresistive gas sensor, characterizes and explains its operation principle. Second part studies 1D and 2D nanomaterials of sensing elements for MOX chemoresistive gas sensors, contains a research of their properties and describes their methods of manufacturing and implementation. The last part deals with the implementation of the sensitive layer of the sensor with selected nanomaterials, characterizes and compares their detection properties.
|
|
|
Preparation of nanowires for photonics
Mikula, Martin ; Grym, Jan (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
This thesis is dealing with nanowires of zinc oxide and of cesium lead bromide. Main goal was a preparation of ZnO nanowires using MBE. This goal was partially achieved and growth of needle-like structures was observed. Another goal was characterization of already prepared ZnO nanowires. We successfully determined polarity of their surfaces, examined the influence of lattice defects and assessed the result of their doping. Side goal of this work was characterization of nanostructures of cesium lead bromide. However, preparation of cesium lead bromide nanowires remains an open issue.
|
|
|
Characterization of electronic properties of nanowires for electrochemistry
Kovařík, Martin ; Čech, Vladimír (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Electrochemical methods are widely used in many applications (e.g. sensing, energy storage or catalysis) with the advantage of their inexpensive instrumentation. In order to understand redox processes taking place at electrodes, the knowledge of electronic band structure of the electrode materials is very valuable. This thesis focuses on the analysis of work function and valence band edge position of novel electrode materials, in particular indium tin oxide decorated with tungsten disulfide nanotubes. Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy and Kelvin Probe Force Microscopy are used to measure those characteristics. A special emphasis is put on the electrode sample preparation to avoid misinterpretation of the results due to adventitious efects (e.g. contamination or surface modification).
|
|
|
Nukleace magnetické fázové přeměny v nanostrukturách řízená substrátem
Hajduček, Jan ; Procházka, Pavel (oponent) ; Uhlíř, Vojtěch (vedoucí práce)
Vlastnosti fázové přeměny v železo-rhodiu (FeRh) z antiferomagnetické fáze (AF) do feromagnetické fáze (FM) jsou výrazně ovlivňovány strukturními defekty v FeRh. Epitaxní vrstvy FeRh jsou připraveny na substrátu MgO (001). Povrchové atomární terasy substrátu mohou vyvolat defekty ve struktuře epitaxní vrstvy a modifikovat její elektronické a magnetické vlastnosti. V této práci je studován vliv povrchových teras substrátu MgO na šířku a hysterezi metamagnetického fázového přechodu tenkých vrstev FeRh a nanodrátů z FeRh. Vzájemná orientace teras a nanodrátů ovlivňuje počet a charakter defektů, které se projeví na počtu skokových přechodů z FM fáze do AF fáze v nanodrátech FeRh. Pro přípravu nanodrátů byla použita metoda elektronové litografie. FM domény v nanodrátech byly zobrazeny pomocí mikroskopu magnetických sil a byla provedena měření elektrického transportu v různě orientovaných nanodrátech na substrátech s odlišnou šířkou povrchových teras. S rostoucí hustotou teras byl pozorován výrazný nárůst počtu skokových přechodů z FM fáze do AF fáze.
|
host ::
RSS.