|
|
Application of Python programming language in image analysis and modeling of physical processes of graphene
Stehlíček, Kamil ; Képeš, Erik (referee) ; Bartošík, Miroslav (advisor)
In this thesis, we focus on evaluating experimental data using the Python programming language across three different physics problems dealing with graphene. The goals of the thesis are based on practical experiments that use gallium or gallium nitride to alter the electro-optical properties of graphene or experiments that require the simulation of charge propagation in graphene nanoelectronics. These tasks successively use image analysis and numerical simulations. The theoretical part of the thesis serves as a research and as an introduction to basic image processing algorithms and numerical simulation techniques. The practical part of the thesis then focuses on the evaluation of the success of each program, its implementation in practical evaluation and explanation of experimental results.
|
|
|
Dynamic in-situ experiments utilizing probe microscopy
Patočka, Marek ; Frank, Otakar (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
V této práci je uvedeno několik případových studií dynamických in-situ experimentů s využitím skenovací sondové mikroskopie. Nejprve je zkoumána elektrodepozice lithia v baterii s pevným elektrolytem bez kladné elektrody. Na tento experiment navazuje obdobné měření, při kterém jsou jako materiál kladné elektrody použity částice MXene. Druhá část práce se zabývá grafenem plovoucím na kapalném kovu. Je zde prezentováno zkoumání přítomnosti menisku okolo grafenových vloček.
|
|
|
The calculations of electric and magnetic field on 2D graphene nanoelectronics
Richter, Jiří ; Zlámal, Jakub (referee) ; Bartošík, Miroslav (advisor)
Tato bakalářská práce ze zabývá výpočty elektrického pole v grafenovém biosenzoru na principu polem řízeného tranzistoru a magnetického pole generovaného permanentními magnety pro testování Hallovy sondy v programu COMSOL Multiphysics. Uspořádání molekul elektrolytu u horního hradla a efekt tohoto uspořádání na jeho kapacitu jsou studovány prostřednictvím definování netriviálních průběhů dielektrické funkce v kapce elektrolytu ve vytvořeném modelu biosenzoru. Dále je studováno rozložení a homogenita magnetického pole v oblasti pozice Hallovy sondy při jejím testování. Vlivy držáků magnetů, příčného vychýlení, jejich vzdálenosti a teploty jsou parametry vůči nimž se vyhodnocují vlastnosti pole.
|
|
|
Local oxidation of graphene using atomic force microscopy
Vymazal, Jan ; Špaček, Ondřej (referee) ; Bartošík, Miroslav (advisor)
This bachelor’s thesis aims to local anodic oxidation (LAO) using atomic force microscopy. Local anodic oxidation appers like promising method for preparing prototypes of graphene nanostructures. It may be utilised in fabrication of nanoelectronics, biosensors or Hall pro bes. Modified graphene is studied using atomic force microscopy (measuring topography, KPFM) and Raman spectroscopy. This work is studying influence of the loading force, number of layers and the substate on the result of LAO.
|
|
|
Study of the stability of hydrogenated graphene
Dostál, Josef ; Švarc, Vojtěch (referee) ; Konečný, Martin (advisor)
This bachelor thesis deals with the study of the stability of hydrogenated graphene prepared by chemical vapour deposition and subsequently hydrogenated using an atomic hydrogen source. The hydrogenated graphene is then subjected to thermal annealing, UV irradiation and electron beam. The resistance of the hydrogenated graphene to these treatments is subsequently monitored by Raman spectroscopy. During the thermal annealing, partial dehydrogenation of the hydrogenated graphene was observed, whereas no dehydrogenation was observed for the other two methods. Only gradual degradation of hydrogenated graphene was observed for these two methods. In the case of UV irradiation, its gradual decomposition was observed, while electron beam exposure resulted in the deposition of amorphous carbon on its surface.
|
|
|
Properties of metal-organic networks on modified weakly-interacting substrates
Černá, Lenka ; Švec, Martin (referee) ; Jakub, Zdeněk (advisor)
Tato práce se zaměřuje na syntézu a charakterizaci dvourozměrných (2D) metal-organických sítí na tradičních kovových substrátech i na modifikovaných slabě interagujících substrátech, konkrétně na interkalovaném grafenu. Jedinečné vlastnosti 2D materiálů, jako je mechanická pružnost, velký měrný povrch a přístupná aktivní místa, je činí atraktivními pro různé aplikace, včetně flexibilní elektroniky, katalýzy, senzorů a separace plynů. Ačkoli metal-organické sítě mají potenciální využití v různých oblastech, většina z nich jsou elektrické izolátory s nízkou pohyblivostí náboje, což omezuje jejich použití v elektronických zařízeních. První část této práce se zabývá syntézou slibného vodivého metalo-organického systému na Au(111) a systém je zkoumán pomocí nízkoteplotní skenovací tunelovací mikroskopie (STM) a skenovací tunelovací spektroskopie (STS). Druhá část práce zkoumá syntézu metal-organických sítí na modifikovaném grafenovém substrátu pomocí STM, nízkoenergiové elektronové mikroskopie (LEEM), rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) a úhlově rozlišené fotoemisní spektroskopie (ARPES). Výsledky naznačují, že modifikace substrátu metal-organické sítě interkalací může umožnit vyladění přenosu náboje mezi metal-organickou sítí a substrátem a zároveň zachování strukturní integrity rozhraní. Celkově tato práce přispívá k pochopení syntézy a charakterizace 2D metal-organických sítí jak na tradičních kovových substrátech, tak na modifikovaných grafenových substrátech.
|
|
|
Preparation and characterization of nanostructured III-V semiconductor materials
Maniš, Jaroslav ; Kostelník,, Petr (referee) ; Hospodková,, Alice (referee) ; Šikola, Tomáš (advisor)
Předkládaná dizertační práce se zabývá výrobou a analýzou gallium nitridových (GaN) nanostruktur ve třech odlišných formách. V prvním případě byl zkoumám trojdimenzionální GaN ve formě nanokrystalů rostených na grafenu. Nanokrystaly byly připraveny s využitím techniky droplet epitaxy, která mimo jiné umožňuje růst nanostruktur za nízké teploty substrátu (T = 200°C). Studium se zaměřovalo jak na charakterizaci kvality připravených nanokrystalů, tak na statistický popis růstu. V dalším kroku byly připravené struktury využity pro výrobu fotodektoru citlivého na ultrafialové světlo. Výroba fotodektoru a jeho úspěšné použití slouží jako základ pro navazující výzkum. Ve druhém případě byly studovány dvoudimenzionální GaN nanostruktury, které byly rovněž připraveny za nízké teploty křemíkového substrátu. Následná analýza se soustředila na popis krystalové struktury a prvkovou analýzu, neboť byly takovéto struktury pozorovány vůbec poprvé. Další rozvoj možností přípravy těchto nanostruktur je předmětem navazujícího výzkumu. Ve třetím případě byly zkoumány jednodimenzionální GaN nanodráty připravené na safírovém substrátu. Účelem tohoto projektu bylo získání datasetu pro ověření teoretického modelu, který popisuje růst horizontálních nanodrátů. Na základě sběru a analýzy dat se podařilo modelovat růstovou dynamiku GaN nanodrátů, která byly v souladu s teoretickým modelem.
|
|
| |
|
| |
|
|
Applications of metallic probe for the control of optical processes and near-field imaging
Gallina, Pavel ; Klapetek, Petr (referee) ; Křápek, Vlastimil (advisor)
Hlavním předmětem této diplomové práce jsou elektromagnetické simulace pomocí metody konečných prvků (FEM) k vyšetření vlivu grafenu na hrotem zesílenou Ramanovu spektroskopii (TERS) a povrchem zesílenou infračervenou absorpční spektroskopii (SEIRA) a k prozkoumání citlivosti sondy skenovacího optického mikroskopu blízkého pole (SNOM) ke složkám elektromagnetického pole v závislosti na parametrech sondy (průměru apertury v pokovení). Nejprve je proveden výpočet TERS systému složeného ze stříbrného hrotu nacházejícího se nad zlatým substrátem s tenkou vrstvou molekul, jehož účelem je porozumění principů TERS. Poté je na molekuly přidána grafenová vrstva, aby se prozkoumal její vliv ve viditelné (TERS) a infračervené (SEIRA) oblasti spektra. Druhá část práce se zabývá výpočty energiového toku SNOM hrotem složeným z pokoveného skleněného vlákna interagujícím s blízkým polem povrchových plasmonových polaritonů. Zde uvažujeme zlatou vrstvu se čtyřmi štěrbinami uspořádanými do čtverce na skleněném substrátu sloužícími jako zdroj stojatého vlnění povrchových plasmonů s prostorově oddělenými maximy složek elektrického pole orientovanými rovnoběžně či kolmo na vzorek. Ve výpočtech hrotem zesílené spektroskopie zjišťujeme, že grafen přispívá pouze malým dílem k zesílení pole ve viditelné oblasti spektra, ovšem v infračervené oblasti má grafen vliv pro záření s energií menší než dvojnásobek Fermiho energie grafenu, pro kterou je hodnota zesílení pole větší než v případě výpočtu bez grafenu. Avšak pro velmi vysoké vlnové délky zesílení pole v přítomnosti grafenu klesá pod (konstantní) hodnotu pro případ bez grafenu. Při studiu citlivosti SNOM hrotu k jednotlivým složkám pole shledáváme, že pro hrot se zlatým pokovením je energiový tok skleněným jádrem hrotu kombinací příspěvků energie prošlé aperturou a periodické výměny energie mezi povrchovým plasmonem šířícím se po vnějším okraji pokovení a mody propagujícími se v jádře. Dále zjišťujeme, že hroty s malou aperturou (či bez apertury) jsou více citlivé na složku elektrického pole orientovanou kolmo ke vzorku (rovnoběžně s osou hrotu), zatímco hroty s velkou aperturou sbírají spíše signál ze složky rovnoběžné s povrchem vzorku. V případě hrotu s hliníkovým pokovením jsou hroty citlivější ke složce pole rovnoběžné s povrchem, což je způsobeno slabším průnikem pole skrze pokovení.
|
guest ::
