|
|
Materials and their application in low temperature parts of STM microscope
Voňka, Jakub ; Vlček, Ivan (referee) ; Urban,, Pavel (advisor)
Průtokvý kryostat s kapalným héliem (LHe) je vyvíjen skupinou Kryogeniky a Supravodivosti na Ústavu Přístrojové Techniky pro stávající rastrovací tunelovací mikroskop (STM) pracující za pokojové teploty na Ústavu Fyzikálního Inženýrství. Tato bakalářská práce se zabýva výběrem materiálů a určením jejich vlastností pro potenciální využití v některých částech nízkoteplotního STM mikroskopu (LT-STM), se zaměřením zejména na tepelnou vodivost v teplotním rozsahu od 4 K do 300 K. Je zde probírána problematika měděných svazků pro tepelné spojení vzorku s tepelným výměníkem. Slitina CuCrZr byla podrobně zkoumána jako vhodný materiál pro držák vzorku. Byly určeny tepelné toky málo vodivými podpěrami založenými na styku sférických ploch pro použití jako izolace mezi studeným držákem vzorku a STM stolkem.
|
|
|
Design of Low-Temperature Ultra High Vacuum Scanning Probe Microscopes
Pavera, Michal ; Klapetek, Petr (referee) ; Vetushka, Aliaksei (referee) ; Šikola, Tomáš (advisor)
This thesis deals with the development of scanning probe microscopes. Mechanical requirements for microscopes using measuring methods of scanning tunneling microscopy (STM) and atomic force microscopy (AFM) under enviroments of an ultrahigh vacuum (UHV) and variable temperatures are specified. Mechanical designs of two microscopes are discussed and their control electronics described. A special chapter is devoted to description of linear piezo manipulators and mechanical design of these prototypes.
|
|
|
Metal-organic interface for effective charge transfer
Mrhačová, Petra ; Průša, Stanislav (referee) ; Procházka, Pavel (advisor)
This bachelor thesis deals with the analysis of benzene-1,3,5-tricarboxylic acid (TMA) molecules on a silver crystal with (111) surface termination. After the deposition of the molecules on the substrate, a fully protonated layer ( phase) is formed. Further substrate annealing induces a deprotonation process, which leads to the formation of another and phases. The different arrangements of the molecules were studied in ultra-high vacuum conditions by low-energy electron microscope (LEEM), scanning tunneling microscope (STM), and by low-energy electron diffraction (LEED). The application potential of these layers is discussed.
|
|
|
Development of a linear stage actuator for UHV STM/AFM
Pavelec, Jiří ; Jiruše, Jaroslav (referee) ; Šikola, Tomáš (advisor)
The aim of this diploma thesis is to develop a linear positioning stage for Ultra High Vacuum (UHV) environment. Simple prototypes of the linear positioning stage were designed and incorporated as part of a multiaxis sample manipulator for a UHV Scanning Tunneling Microscopy / Atomic Force Microscopy (STM/AFM). Different types of position encoders and linear guideways are discussed. Implementation of the homodyne interferometer as an optimization tool for a slip-stick based linear stage is described. Scalar diffraction theory is used to model the diffraction grating optical position encoder behavior.
|
|
|
Control of a rotational inverted pendulum
Bednář, Ladislav ; Pohl, Lukáš (referee) ; Veselý, Libor (advisor)
The goal of this work is modelling and design of an inverted pendulum prototype. The work presents a mathematical model of a rotary pendulum, modelling of a BLDC motors and also a 3D model of the pendulum prototype is present. The work mentions design of the state space controller and swing up control of the inverted pendulum. Dynamics obtained from the mathematical model is used to create a 3D dynamic model of a pendulum, with the use of the Simscape toolbox. The work deals with control of a BLDC motors with use of vector control. The algorithm is implemented on the CompactRIO platform. Later, hardware is developed, containing STMicroelectronis microcontroller, capable of replacing the CompactRIO platform.
|
|
|
Preparation and analysis of nanostructures in UHV conditions
Gloss, Jonáš ; Spousta, Jiří (referee) ; Mach, Jindřich (advisor)
Cílem této bakalářské práce bylo skoumání přípravy a analýzy nanostruktur v podmínkách vysokého vakua (VV). Teoretická část klade důraz na gallium nitridové (GaN) nanostruktury. Ty pak byly analyzovány rastrovacím tunelovacím mikroskopem (RTM). Aby bylo možné analyzovat připravené vzorky ve VV RTM, bylo provedeno elektrochemické leptání wolfrámového drátu. Tato práce zhrnuje postup k vytvoření wolfrámových hrotů pro RTM. Kapitola o výrobě wolfrámových hrotů zahrnuje popis princípu elektrochemického leptání. Obrázky vyleptaných hrotů byly provedeny pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu. Zaostřování hrotů pak bylo vykonáno fokusovaným iontovým svazkem. V této práci je také představena metoda pro opětovné ostření RTM hrotů elektronovým svazkem, vykonávaná in-situ. Bylo dokázáno, že je možné rutinně obdržet wolfrámové hroty s poloměrem křivosti rádovo v nanometrech.
|
|
|
Design and verification of low temperature part of UHV – STM microscope
Voňka, Jakub ; Rotter, Miloš (referee) ; Urban, Pavel (advisor)
The diploma thesis addresses the design and experimental verification of cooling system and low temperature part of UHV - STM working in temperature range of 20K - 300K. Due to the demand of variable temperature, the flow cooling system with cryogenic (~5 K) helium (He) is used. Two variants of the low temperature part of the microscope are studied. First the version with cooling only the sample holder, and second with cooling of the whole STM. Designed cooling system consists of He flow cryostat allowing to connect it to the Dewar vessel with liquid helium (LHe) using a low-loss transfer line. The cryostat consists of He inlet and outlet, heat exchangers and copper strains (i.e. braids) for the thermal connection of the sample holder/STM and radiation shield around the STM with the heat exchangers. The thesis describes the design of the flow cryostat and its initial tests in the designed vacuum chamber. Heat flow through a spot contact is also discussed to estimate thermal conductance of insulation supports based on thermal resistance of spherical contacts. The thesis was elaborated in collaboration with the Institute of Scientific Instruments of the ASCR, v.v.i.
|
|
|
Graphene on SiC as a substrate for molecular self-assembly systems
Černá, Lenka ; Průša, Stanislav (referee) ; Procházka, Pavel (advisor)
This bachelor thesis deals with the fabrication and characterization of metal-organic frameworks formed by self-assembly mechanism of metal atoms (Fe) and organic molecules (tetracyanoquinodimethane, TCNQ) on a graphene surface. The fabrication of self-assembled structures has been performed on epitaxial graphene on SiC(0001) substrate. The deposition of metal-organic networks, as well as subsequent surface characterization by low-energy electron microscopy (LEEM) scanning tunneling microscopy (STM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), were performed under ultra-high vacuum conditions.
|
|
|
Environment-Dependent Surface Structure of Fe2O3(012)
Komora, Mojmír ; Dubroka, Adam (referee) ; Čechal, Jan (advisor)
Táto diplomová práca sa zaoberá štúdiom alfa-Fe2O3(012) vystaveného vodnému prostrediu. Súčasný stav poznania ohľadom oxidov železa s pozornosťou vkladanou do popisu alfa-Fe2O3 a jeho (012) povrchu je stručne zhrnutá. Experimentálná časť tejto práce začína s popisom unikátného zariadenia na depozíciu kvapalnej vody na povrchy monokryštalických vzoriek compatibilného s podmienkami ultra vysokého vákuua. Jednotlivé konštrukčné časti a detaily sú diskutované. Navrhnutý systém bol testovaný na vzorkách striebornej fólie a monokryštálu Fe3O4 s povrchovom v rovine [100]. Chemické zloženie a morfológia povrchu po experimente s kvapalnou vodou je diskutovaná. Navrhnuté zariadenie bolo použité na štúdium interakcie vody so známymi (1x1) a (2x1) povrchovými alfa-Fe2O3(012). Experimentálne dáta ukazujú, že voda sa viaže na obe reconštrukcie disociatívne s určitým množstvom molekulárnej vody naviazanej na adsorbované hydroxydi. (1x1) sa zdá javý stabilná po expozícii rôznym tlakom vodnej pary, zatial čo (2x1) vykazuje zmenu na (1x1) pri expozíciach vyšším tlakom vodnej pary alebo po niekolo minútovej expozíci electrónovému zväzku. Ďalej sú v tejto práci prezentované prvé výsledky z štúdie prechodu (1x1) rekonštrukcie na (2x1) pomocou mikroskpie nízkoenergiových elektrónov. Výsledky ukazujú, že táto premena na nižších teplotách je inciovaná na hranách atomárnych vrstiev a defektov na povrchu, ktorá potom postupuje smerom k stredu atomárnych terás. Meranie na vyšších teplotách vykazuje postupnú premenu povrchu naznačúju viaceru nukleačných centrech z ktorých sa (2x1) povrch širi ďalej.
|
|
|
Design and development of AWS/TPWS system testing device
Majchrák, František ; Fiedler, Petr (referee) ; Kaczmarczyk, Václav (advisor)
The aim of the work was design and realization of device to simplify and speed up the testing of AWS / TPWS train protection system. The first chapter is addressed to description and division of train protection systems. The next chapter describes the process of commissioning the AWS / TPWS system and possible applycation of the device to this process. The final chapters deal with design, specification of components, realization of device and verification of its functionality.
|
guest ::
