|
|
Towards highly-doped Ge and ZnO nanowires: Growth, characterization and doping level analysis
Pejchal, Tomáš ; Mikulík,, Petr (referee) ; Grym,, Jan (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
Vysoce dopovaná polovodičová nanovlákna představují nadějnou třídu nanostruktur pro budoucí aplikace v elektronice, optoelektronice nebo bio-senzorice. Tato práce se zaměřuje na přípravu a charakterizaci nanovláken germania a oxidu zinečnatého s cílem dosáhnout vysoké úrovně dopování. Úvodní část dizertační práce se zabývá přípravou germaniových nanovláken metodou VLS (pára – kapalina – pevná látka). Nejprve jsou popsány faktory ovlivňující růst nanovláken a jejich morfologii – složení katalytické částice, vliv adsorbovaných atomů či molekul a potenciální inkorporace atomů katalyzátoru do objemu nanovláken. Nanovlákna připravená ze zlatých katalytických nanočástic v podmínkách ultravysokého vakua (tzv. MBE metodou) a za přítomnosti atomárního vodíku (proces napodobující podmínky CVD metod) vykazují odlišnou morfologii a směr růstu. Tyto rozdíly odhalují kombinovaný účinek adsorpce atomárního vodíku a šíření zlatého katalyzátoru na stěny nanovláken. Tento efekt je klíčový pro vysvětlení rozdílů ve výsledné morfologii nanovláken připravených MBE a CVD metodami. Další část práce se věnuje přípravě Ge nanovláken z katalyzátorů obsahujících prvky III. skupiny a studiu jejich případné inkorporace, která by mohla vést k dopování nanovláken. Bylo zjištěno, že in-situ připravené směsné Au–Ga nanočástice lze úspěšně využít pro růst germaniových nanovláken, přestože stabilita katalyzátoru je nižší než v případě čistého zlata. I přes vysokou koncentraci gallia v katalytické částici nebyla pozorována inkorporace gallia do objemu nanovlákna. Tato metoda dopování nanovláken se tedy pro uvedenou materiálovou kombinaci ukázala jako nevhodná. Ve třetí části práce jsou popsány výsledky charakterizace ZnO nanodrátů a vývoj metody jejich difuzního dopování galliem. Je prokázán vliv žíhání nanodrátů na koncentraci kyslíkových vakancí (VO) – ve srovnání s žíháním v podmínkách vysokého vakua se koncentrace VO snižuje žíháním v plynném peroxidu vodíku. Dále je zdokumentována inkorporace gallia do ZnO nanodrátů při teplotě nad 350 °C – pozorováno pomocí in-situ SEM. Při teplotě nad 450 °C dochází ke galliem indukované dekompozici ZnO nanodrátů. K určení koncentrace a prostorového rozložení Ga atomů v nanovláknech je využito teoretického difuzního modelu a STEM EDS měření nanovláken. Byla nalezena korelace mezi koncentrací kyslíkových vakancí a inkorporací gallia do objemu ZnO nanovláken. Koncentrace gallia dosahuje řádově 10^21 cm^-3, což dokazuje vhodnost použité metody pro dosažení vysokých úrovní dopování, které jsou potřebné pro budoucí bio-senzorické aplikace v infračervené oblasti.
|
|
|
Characterization of semiconducting nanowires
Novotný, Karel ; Grym, Jan (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
This diploma thesis is focused on characterization of semiconductive nanowires. Theoretical part of thesis deals with basic physical properties of TiO2 and a search of selected properties of titanium dioxide nanostructures is preseted. The experimental part describes several spectroscopic measurements carried out with complex of TiO2 nanowires. The influence of gold nanoparticles (deposited on the nanowire surface) on sample properties is also tested. The final part of thesis is devoted to methodology for measurement of electrical properties. These experiments are carried out only with one nanowire. Focused electron beam induced deposition (resp. Focused ion beam induced deposition) and electron lithography are utilized.
|
|
|
Modification of semiconductor nanowire growth
Pejchal, Tomáš ; Grym, Jan (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
This diploma thesis deals with the growth of semiconductor nanowires on Ge(111) surface. The nanowires were prepared by means of PVD (physical vapor deposition). The growth was calatyzed by Au colloidal nanoparticles. An impact of different growth conditions on nanowire morfology is presented. It is demonstrated that Ge nanowires grow preferentially along axis. Ge wires with orientation were observed as well.
|
|
|
Preparation of nanowires for photonics
Mikula, Martin ; Grym, Jan (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
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.
|
|
|
Effect of EU doping on the optical properties of ZnO nanorods prepared by chemical bath deposition
Yatskiv, Roman ; Bašinová, Nikola ; Grym, Jan ; Vaniš, Jan
We report on the properties of Eu-doped ZnO nanorods prepared by chemical bath deposition from aqueous solutions in an autoclave. The autoclave enables to grow the nanorods above the boiling point of water. The nanorods were characterized by scanning electron microscopy, secondary ion mass spectroscopy, and low temperature photoluminescence spectroscopy. Under the UV light excitation, the nanorods show a strong blue emission at 450 nm, which is associated with the 4f(6)5d - 4f(4) transitions of Eu2+ ions. We discuss the mechanisms responsible for the blue luminescence. We further clarify how the growth parameters affect the morphology and the optical properties of the nanorods. Growth temperatures above the boiling point of water significantly influence the intensity ratio of the near band edge emission to the deep level emission and greatly enhance optical quality of the nanorods.
|
|
|
Charge transport in halide perovskites affected by the surface treatment and metalization.
Šlechta, Miroslav ; Belas, Eduard (advisor) ; Grym, Jan (referee)
In this thesis, I study charge transport in halide perovskites. This is done using the characterization method, which here is the I-V characteristics. It studies the effect of current and voltage on the prepared sample, also at different temperatures. A significant sensitivity of the material to the measurement history was found. Derived evaluations of this measurement technique further provide possibilities for the detection of hysteresis behavior as well as the evaluation of measurements over time to determine the temporal stability of carrier collection. This also proved the phenomenon of electromigration of defects. Furthermore, transport parameters were calculated from the time measurements, which point to their non-monotonic development in increasing temperatures. A theoretical model explaining such behavior was proposed as a possibility for further research on perovskites and development of this topic.
|
|
|
Design of a small universal grinder for sharpening tools
Grym, Filip ; Huzlík, Rostislav (referee) ; Pavlík, Jan (advisor)
This thesis deals with the design of a small universal grinder for tool sharpening. The thesis begins with an introduction to the issue of tool sharpening, drilling, milling, and turning. Further, a market research and analysis of user needs is conducted. Based on these findings, several different variants of devices and methods for grinding are proposed, from which one is selected. Based on the selected variant, a 3D model and drawing documentation of selected nodes are developed. The functionality of the design is verified by basic calculations.
|
|
|
Towards highly-doped Ge and ZnO nanowires: Growth, characterization and doping level analysis
Pejchal, Tomáš ; Mikulík,, Petr (referee) ; Grym,, Jan (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
Vysoce dopovaná polovodičová nanovlákna představují nadějnou třídu nanostruktur pro budoucí aplikace v elektronice, optoelektronice nebo bio-senzorice. Tato práce se zaměřuje na přípravu a charakterizaci nanovláken germania a oxidu zinečnatého s cílem dosáhnout vysoké úrovně dopování. Úvodní část dizertační práce se zabývá přípravou germaniových nanovláken metodou VLS (pára – kapalina – pevná látka). Nejprve jsou popsány faktory ovlivňující růst nanovláken a jejich morfologii – složení katalytické částice, vliv adsorbovaných atomů či molekul a potenciální inkorporace atomů katalyzátoru do objemu nanovláken. Nanovlákna připravená ze zlatých katalytických nanočástic v podmínkách ultravysokého vakua (tzv. MBE metodou) a za přítomnosti atomárního vodíku (proces napodobující podmínky CVD metod) vykazují odlišnou morfologii a směr růstu. Tyto rozdíly odhalují kombinovaný účinek adsorpce atomárního vodíku a šíření zlatého katalyzátoru na stěny nanovláken. Tento efekt je klíčový pro vysvětlení rozdílů ve výsledné morfologii nanovláken připravených MBE a CVD metodami. Další část práce se věnuje přípravě Ge nanovláken z katalyzátorů obsahujících prvky III. skupiny a studiu jejich případné inkorporace, která by mohla vést k dopování nanovláken. Bylo zjištěno, že in-situ připravené směsné Au–Ga nanočástice lze úspěšně využít pro růst germaniových nanovláken, přestože stabilita katalyzátoru je nižší než v případě čistého zlata. I přes vysokou koncentraci gallia v katalytické částici nebyla pozorována inkorporace gallia do objemu nanovlákna. Tato metoda dopování nanovláken se tedy pro uvedenou materiálovou kombinaci ukázala jako nevhodná. Ve třetí části práce jsou popsány výsledky charakterizace ZnO nanodrátů a vývoj metody jejich difuzního dopování galliem. Je prokázán vliv žíhání nanodrátů na koncentraci kyslíkových vakancí (VO) – ve srovnání s žíháním v podmínkách vysokého vakua se koncentrace VO snižuje žíháním v plynném peroxidu vodíku. Dále je zdokumentována inkorporace gallia do ZnO nanodrátů při teplotě nad 350 °C – pozorováno pomocí in-situ SEM. Při teplotě nad 450 °C dochází ke galliem indukované dekompozici ZnO nanodrátů. K určení koncentrace a prostorového rozložení Ga atomů v nanovláknech je využito teoretického difuzního modelu a STEM EDS měření nanovláken. Byla nalezena korelace mezi koncentrací kyslíkových vakancí a inkorporací gallia do objemu ZnO nanovláken. Koncentrace gallia dosahuje řádově 10^21 cm^-3, což dokazuje vhodnost použité metody pro dosažení vysokých úrovní dopování, které jsou potřebné pro budoucí bio-senzorické aplikace v infračervené oblasti.
|
|
|
Preparation of nanowires for photonics
Mikula, Martin ; Grym, Jan (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
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.
|
|
|
Optoelectrical characterization of well oriented n-type zno nanorod arrays on p-type GaN templates
Yatskiv, Roman ; Grym, Jan ; Schenk, Antonín ; Vaniš, Jan ; Roesel, David ; Chlupová, Šárka
A heterojunction formed between a single n-type ZnO nanorod and p-type GaN template was successfully prepared by low cost chemical bath deposition technique. Periodic circular patterns were fabricated by focused ion beam etching through poly(methyl methacrylate) mask to control the size, position, and periodicity of the ZnO nanorods. A possible growth mechanism is introduced to explain the growth process of the nanorods. Optical and electrical properties of the heterojunctions were investigated by low temperature photoluminescence spectroscopy and by the measurement of current-voltage (I-V) characteristics. The I-V characteristics were measured by directly contacting single ZnO nanorods with the conductive atomic force microscopy tip. The diode-like rectifying behavior was observed with a turn-on voltage of 2.3 V and the reverse breakdown voltage was 5 V
|
guest ::
RSS feed.