|
|
Aplikace programovacího jazyka Python v analýze obrazu a modelování fyzikálních procesů grafenu
Stehlíček, Kamil ; Képeš, Erik (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
V této práci se zaměřujeme na vyhodnocování experimentálních dat pomocí programovacího jazyka Python napříč třemi různými fyzikálními úlohami zabývajícími se grafenem. Cíle práce vycházejí z praktických experimentů, při kterých využíváme gallium či nitrid gallia pro změnu elektrooptických vlastností grafenu nebo experimentů, které vyžadují simulaci šíření náboje v grafenové nanoelektronice. Tyto úlohy postupně využívají analýzu obrazu a numerické simulace. Teoretická část práce slouží jako rešerše a jako uvedení základních algoritmů zpracování obrazu a postupů v oblasti numerických simulací. Praktická část práce se pak zaměřuje na vyhodnocování úspěšnosti jednotlivých programů, jejich implementaci při praktickém vyhodnocení a vysvětlení experimentálních výsledků.
|
|
|
Dynamic in-situ experiments utilizing probe microscopy
Patočka, Marek ; Frank, Otakar (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
In this thesis, several case-studies of dynamic in-situ scanning probe microscopy experiments are presented. First, the electrodeposition of lithium in a solid state battery without a positive electrode is investigated. This experiment is followed by a similar measurement in which MXene particles are employed as a positive electrode material. The second part of the thesis deals with the graphene-on-liquid-metal system. An investigation into the presence of a meniscus surrounding the graphene flakes is presented.
|
|
|
The calculations of electric and magnetic field on 2D graphene nanoelectronics
Richter, Jiří ; Zlámal, Jakub (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This bachelor thesis aims to simulate the electric field in a graphene biosensor based on the field-effect transistor design and the magnetic field generated by permanent magnets for the purpose of graphene Hall probe testing in COMSOL Multiphysics simulation software. The arrangement of molecules of an electrolyte near the top-gate electrode and its effect on its capacitance is studied through the definition of non-trivial dielectric function dependencies in an electrolyte droplet in the biosensor model. Next, the magnetic field distribution and homogeneity in the area of the Hall probe are also studied. The influence of the magnet holders, lateral displacement, their separation distance and temperature are the parameters against which the field properties are investigated.
|
|
|
Lokální oxidace grafenu pomocí mikroskopie atomárních sil
Vymazal, Jan ; Špaček, Ondřej (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na lokální anodickou oxidaci (LAO) exfoliovaného grafenu pomocí mikroskopu atomárních sil. Lokální anodická oxidace se jeví jako slibná metoda pro přípravu prototypů grafenových nanostruktur. Mohla by být využita pro vý robu nanoelektroniky, biosenzorů nebo Hallových sond. Modifikovaný grafen je studován pomocí mikroskopie atomárních sil (měření topografie, KPFM) a Ramanovy spektrosko pie. Tato práce zkoumá vliv přítlačné síly, počtu vrstev a substrátu na výsledný produkt LAO.
|
|
|
Studium stability hydrogenovaného grafenu
Dostál, Josef ; Švarc, Vojtěch (oponent) ; Konečný, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem stability hydrogenovaného grafenu připraveného metodou chemické depozice z plynné fáze a následně hydrogenovaného pomocí zdroje atomárního vodíku. Takto připravený hydrogenovaný grafen je poté vystaven termálnímu žíhaní, UV záření a elektronovému svazku. Odolnost hydrogenovaného grafenu vůči těmto vlivům je posléze monitorována pomocí Ramanovy spektroskopie. Při termálním žíhání byla pozorována částečná dehydrogenace hydrogenovaného grafenu, zatímco u zbylých dvou metod nebyla dehydrogenace prokázána. U těchto dvou metod byla pozorována pouze postupná degradace hydrogenovaného grafenu. V případě UV záření byl pozorován jeho postupný rozklad, zatímco při exponování elektronovým svazkem docházelo k depozici amorfního uhlíku na jeho povrchu.
|
|
|
Properties of metal-organic networks on modified weakly-interacting substrates
Černá, Lenka ; Švec, Martin (oponent) ; Jakub, Zdeněk (vedoucí práce)
This thesis focuses on the synthesis and characterization of two-dimensional (2D) metal-organic frameworks (MOFs) on both traditional metal substrates and modified weakly interacting substrates, specifically intercalated graphene. The unique properties of 2D materials, such as mechanical flexibility, large surface area, and accessible active sites, make them attractive for various applications, including flexible electronics, catalysis, sensors, and gas separation. Although MOFs have potential applications in various fields, most MOFs are electrical insulators with low charge mobility, which limits their use in electronic devices. The first part of this thesis explores the synthesis of a promising conductive metal-organic system on Au(111) using low-temperature scanning tunneling microscopy (STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS). The second part of the thesis investigates the synthesis of MOFs on a modified graphene substrate using STM, low energy electron microscopy (LEEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES). The results suggest that modification of the MOF support through intercalation can enable tuning of the charge transfer between the MOF and the support while preserving the structural integrity of the support-MOF interface. Overall, this work contributes to the understanding of the synthesis and characterization of 2D MOFs on both traditional metal substrates and modified graphene substrates.
|
|
|
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.
|
|
| |
|
| |
|
|
Applications of metallic probe for the control of optical processes and near-field imaging
Gallina, Pavel ; Klapetek, Petr (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
The main subject of this master’s thesis are electromagnetic simulations using the finite element method (FEM) to investigate the influence of graphene on tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) and surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (SEIRA) and to inspect the sensitivity of the scanning near-field optical microscope (SNOM) probe to the components of electromagnetic field depending on the parameters of the probe (the aperture diameter in the metallic coating). First, the calculation of TERS system composed of a silver tip located above a gold substrate with a thin layer of molecules is carried out to understand the principles of TERS. Then the graphene layer is added on top of the molecules to examine its influence in visible (TERS) and infrared (SEIRA) region of the spectrum. The second part focuses on the calculations of energy flux through a metal coated glass fiber forming a SNOM tip interacting with the near-field of surface plasmon polaritons. Here, we consider a gold layer with four slits arranged in a square pattern on a glass substrate serving as a source of a surface plasmon polariton standing wave with spatially separated maxima of in-plane and out-of-plane electric field components.
|
host ::
RSS.