|
|
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.
|
|
|
Development and fabrication of graphene Hall probes
Supalová, Linda ; Červenka, Jiří (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Advances in engineering and technology have created a demand for stable magnetic field detectors that are able to operate over a wide range of temperatures. At present, sensors based on the Hall effect and giant magnetoresistance effect are the most commonly used devices for real-time non-invasive measurement of both static and dynamic magnetic fields. Example applications of Hall effect-based devices include linear magnetic field sensors, gyrators, speed and directional sensors, electrical compasses, and current sensors, in areas ranging from manufacturing, automotive and aerospace to communication systems. However, currently used materials in Hall probes (mainly III-V semiconductors such as InSb or GaAs) struggle with temperature stability. In this study, we address the fabrication of Hall probes based on graphene and their testing at elevated temperatures. We successfully produce graphene Hall probes in a field effect transistor (FET) arrangement using standard fabrication techniques such as lithography and thin layer deposition. The choice of \acs{FET} architecture allows us to take full advantage of the outstanding electronic properties of graphene during testing of the Hall probes from room temperature up to 200°C. Our results reveal that increasing temperature does not cause significant degradation in the performance of graphene Hall probes even at temperatures above 150°C. This work paves the way for future investigations into the behaviour of graphene Hall probes at elevated temperatures, focusing on understanding the external factors that influence and impact the performance of the sensor in ambient conditions.
|
|
| |
|
| |
|
|
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.
|
|
|
Kyslíkem modifikované grafenové struktury pro biosenzory
Mikerásek, Vojtěch ; Bartošík, Miroslav (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce pojednává o modifikaci CVD grafenu atomy kyslíku. Teoretická část se věnuje popisu struktury grafen oxidu a jeho fyzikálním vlastnostem. Dále jsou popsány metody výroby tohoto materiálu a jeho využití v biosenzorech. V praktické části je popsána příprava monovrstvého grafenu na křemíkové desce. Hlavní pozornost byla věnována oxidaci grafenu atomárním kyslíkem a jeho modifikaci v kyslíkové plazmě. Průběh oxidace byl měřen po jednotlivých časových intervalech pomocí XPS.
|
|
|
Studium rozhraní grafen/křemík užitím metody EBIC
Hammerová, Veronika ; Lišková, Zuzana (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca sa zameriava na štúdium rozhrania grafén/kremík nachádzajúcom sa na solárnom článku s grafénovou vrstvou. Toto rozhranie bolo študované pomocou metódy EBIC a Ramanovej spektroskopie. Solárne články s grafénovou vrstvou boli vyrobené použitím elektrónovej litografie, chemického leptania a grafénu vyrobeného metódou CVD. Práca popisuje výrobu solárnych článkov s grafénovou vrstvou, metódu EBIC meranú pomocou SEM-u a analýzu zmien rozhrania grafén/kremík zapríčinených osvietením elektrónovým lúčom pomocou Ramanovej spektroskopie. V teoretickej časti je popísaný p-n prechod a Schottkyho prechod na solárnom článku, grafén a jeho výroba, ako aj základy metódy EBIC.
|
|
|
Návrh atomárního zdroje uhlíku pro přípravu grafenových vrstev v podmínkách UHV
Horáček, Matěj ; Kolíbal, Miroslav (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá návrhem atomárního zdroje uhlíku pro přípravu grafenových vrstev v podmínkách ultravysokého vakua. V první části práce je stručně popsána problematika tvorby epitaxních vrstev, teorie atomárních svazků a teorie sublimace. Druhá část bakalářské práce je věnována grafenovým vrstvám, zejména pak jejich přípravě metodou molekulární svazkové epitaxe. Třetí část práce se stručně zabývá detekcí atomárních svazků uhlíku. Praktická část této bakalářské práce je věnována návrhu a konstrukci vysokoteplotního atomárního zdroje uhlíku. V závěru práce jsou pak diskutovány dosažené výsledky.
|
|
|
Aplikace korelativní AFM/SEM mikroskopie
Hegrová, Veronika ; Fejfar, Antonín (oponent) ; Konečný, Martin (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá využitím korelativní sondové a elektronové mikroskopie. Měření bylo provedeno pomocí atomárního silového mikroskopu LiteScope navrženého speciálně ke kombinaci s elektronovými mikroskopy. Výhody korelativního AFM/SEM zobrazení jsou demonstrovány na vybraných vzorcích z oblasti nanotechnologií a materiálových věd. Možné aplikační využití korelativního AFM/SEM zobrazení bylo navrženo a následně realizováno zejména v případě nízkodimenzionálních struktur a tenkých vrstev. Dále se tato práce věnuje možnosti kombinace korelativní AFM/SEM mikroskopie s dalšími integrovanými metodami elektronového mikroskopu jako technikou fokusovaného iontového svazku a rentgenovou spektroskopií.
|
host ::
RSS.