|
|
Self-organized nanostructured oxide layers
Šťastná, Eva ; Pouchlý, Václav (referee) ; Jan, Vít (advisor)
Series of anodization experiments was conducted on pure aluminium (99,95 Goodfellow) substrates with the aim to map the possibilities and evaluate available techniques. Oxalic acid electrolyte was used for anodization at different voltage levels ranging from 20 to 60V, while current was always measured continuously during the experiment. The influence of substrate surface treatment, time and grain size of the substrate was documented for as anodized oxide structures using FEG-SEM. Well aligned and evenly distributed pores of the diameters ranging 20- 35 nm were achieved. Extremely fine pores down to 10 nm were achieved using the step-down technique governed by current limitation. Further post-anodizing treatment was evaluated – pore widening by chemical and electrochemical etching, which resulted in pores 80nm wide. The feasibility of electrodeposition of metallic wires directly into the AAO structure without substrate removal was evaluated. DC, AC symmetric and non-symmetric voltage setups were used. The deposition experiments results varied strongly depending on the post anodization treatment. For combination of pore-widening after anodizing with step-down stage, the deposition of copper nanowires was achieved. For simple step-down procedure, creation of very fine copper particles was realized using non-symmetric AC deposition. Further experiments and feasibility of metals electrodeposition in the AAO pores without substrate removal is discussed.
|
|
|
Electron beam modification of nanostructure growth
Kilian, Jakub ; Voborný, Stanislav (referee) ; Bábor, Petr (advisor)
This bachelor's thesis focuses on the further development of a method for modifying the surface of germanium using alloy Au-Ge droplets. A focused electron beam, which is brought in close proximity to the droplet, is utilized for thermomigration-induced motion of the droplets. The thesis is divided into two parts. The first part is dedicated to explaining the fundamental principles that are essential for a proper understanding of the conducted experiments. The theoretical overview also includes an introduction to the individual instruments utilized in the experimental section. In the practical part, the movement of Au-Ge droplets and the resulting surface morphology left by the droplets' passage were initially examined. The remaining portion of the practical research concentrated on utilizing the focused electron beam for controlled growth of nanowires in the VLS process.
|
|
|
Analysis and modifications of 1D nanostructures
Kachtík, Lukáš ; Houben,, Lothar (referee) ; Šlouf,, Miroslav (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
Tato disertační práce se zabývá strukturální a spektrální analýzou 1D nanostruktur. Nejprve jsou představeny techniky pro určení krystalografické struktury, stejně jako spektroskopické techniky, které byly použity pro tuto analýzu – jejich popis a možnosti. Disertace pokračuje analýzou InAs a Ge nanodrátů, kde se analýza zaměřuje na krystalografický směr růstu těchto nanodrátů a jejich dopování. Následující kapitola zahrnuje analýzu vícestěnných WS2 nanotrubic pomocí Ramanovy spektroskopie a postup, pomocí kterého by bylo možné spočítat počet stěn těchto nanotrubic. Disertace pokračuje analýzou WOx nanodrátů, které vznikly po oxidaci WS2 nanotrubic. Následuje nejobsáhlejší kapitola zaměřující se na určení chirality nejsvrchnější stěny vícestěnné WS2 nanotrubice, která mimo jiné odhaluje i proces růstu jednotlivých stěn při tvorbě těchto nanotrubic. V příloze je pak popsán postup, při kterém byl vytvořen autoregulační prvek vyhřívání držáku vzorků rastrovacího elektronového mikroskopu – jak hardwarová, tak softwarová část.
|
|
|
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.
|
|
|
Optical characterization of InAs nanowires
Hošková, Michaela ; Ligmajer, Filip (referee) ; Musálek, Tomáš (advisor)
This bachelor thesis deals with the fabrication and optical characterization of InAs nanowires. Physical vapor deposition is used for the fabrication of nanowires via method selective epitaxy in the MBE chamber. The growth conditions for the formation of nanowires are optimized and their dimensions are characterized by a scanning electron microscope. Confocal spectroscopy and electron energy loss spectroscopy are employed for measurement of the optical response and the influence of the geometry of individual nanowires is studied. The motivation is the development of a new optical method that monitors nanowires directly during growth in the MBE apparatus.
|
|
|
Preparation of low-dimensional III-V semiconductors
Stanislav, Silvestr ; Detz, Hermann (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá přípravou nanostruktur z indium arsenidu (InAs) pomocí metody molekulární svazkové epitaxe (MBE). Důraz je kladen na výrobu struktur ve formě nanodrátů na křemíkovém substrátu. V úvodní části práce je popsána motivace pro studium III-V polovodičů a konkrétně InAs. Následující kapitoly vysvětlují dva základní princpy tvorby nanodrátů. Experimentální část práce diskutuje možnost přípravy indiového katalyzátoru pro samokatalyzovaný růst InAs nanodrátů v konkrétní aparatuře MBE. Následuje prezentace výsledků růstu InAs nanodrátů mechanismem selektivní epitaxe (SAE). Nanodráty byly vyrobeny na substrátu s termálně dekomponovaným oxidem a rovněž na substrátech s litograficky připravenou oxidovou maskou.
|
|
|
Exchange bias in metamagnetic heterostructures
Zadorozhnii, Oleksii ; Schneeweiss, Oldřich (referee) ; Uhlíř, Vojtěch (advisor)
Výměnná anizotropie je zajímavý fyzikální jev vznikající na rozhraní antiferomagnetických (AF) a feromagnetických (FM) materiálů, který již je široce používán v elektronickém průmyslu a magnetickém záznamu. Přestože byl tento jev dlouhou dobu intenzivně studován, jeho přesný mechanizmus zatím nebyl uspokojivě vysvětlen. V této práci je představen přehled studií dokumentujících výměnnou anizotropii v tenkých dvojvrstvách, včetně experimentálních výsledků a teoretických modelů. Experimentální úkoly této diplomové práce zahrnovaly jak výrobu, tak měření různých modelových systémů vykazujících výměnnou anizotropii. Dvojvrstva Fe/FeRh, kde vrstva FeRh prochází fázovou přeměnou z AF fáze na FM fázi při 360 K, poskytuje možnost nastavení parametrů výměnné anizotropie. Dále byly zkoumány účinky výměnné anizotropie a tvarové anizotropie v mikrostrukturách Fe/FeRh. Konečně, přítomnost výměnné anizotropie byla zkoumána mezi FM a AF fází koexistujícími během fázové přeměny v nanodrátech FeRh. Vzorky byly vyrobeny pomocí magnetronového naprašování a elektronové litografie. Všechny prezentované systémy byly analyzovány pomocí magnetooptické Kerrovy mikroskopie. Výměnná anizotropie byla úspěšně nalezena v systému Fe/FeRh, přičemž její velikost byla téměř identická co do rozsahu i orientace s výsledky v literatuře, přestože námi vyrobená dvojvrstva měla horší kvalitu FM-AF rozhraní. Bylo také prokázáno, že v tomto systému existuje tzv. tréninkový efekt (Training effect), což je výrazným důkazem existence výměnné anizotropie. U nanodrátů bylo změřena významná výměnná anizotropie mezi koexistujícími fázemi FM a AF během fázové přeměny.
|
|
|
Characterization of electronic properties of nanowires for electrochemistry
Kovařík, Martin ; Čech, Vladimír (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
Elektrochemické metody nacházejí využití v mnoha aplikacích (např. senzorice, skladování el. energie nebo katalýze). Jejich nespornou výhodou je nízká finanční náročnost na přístrojové vybavení. Abychom lépe porozuměli procesům probíhajícím na elektrodách, je dobré znát elektronickou pásovou strukturu materiálu elektrody. Úkolem této práce je vyhodnotit výstupní práci a pozici hrany valenčního pásu nových materiálů pro elektrody, konkrétně cínem dopovaného oxidu india pokrytého nanotrubicemi sulfidu wolframičitého. Ultrafialová fotoelektronová spektroskopie a Kelvinova silová mikroskopie jsou metody použité pro tuto analýzu. Zvláštní důraz je kladen na přípravu vzorků elektrod pro měření, aby nedošlo k nesprávné interpretaci výsledků vlivem vnějších efektů jako je např. kontaminace nebo modifikace povrchu.
|
|
|
Substrate-controlled nucleation of the magnetic phase transition in nanostructures
Hajduček, Jan ; Procházka, Pavel (referee) ; Uhlíř, Vojtěch (advisor)
Properties of the phase transition in iron-rhodium (FeRh) from the antiferromagnetic (AF) to ferromagnetic phase (FM) are largely affected by lattice defects in FeRh. Epitaxial layers of FeRh are grown on monocrystalline MgO (001) substrates. Surface atomic terraces of the substrate can induce defects in epitaxial layers and modify electronic and magnetic properties. In this thesis the effect of surface atomic terraces on the width and the hysteresis of the metamagnetic phase transition in FeRh thin layers and nanostructures is studied. The amount and character of defects in FeRh are also affected by mutual orientation of terraces and FeRh nanowires, which changes the number of discrete jumps in FM-AF transition. The nanowires have been fabricated by electron-beam lithography. FM domains in in FeRh have been observed by magnetic force microscopy and electrical transport properties of differently oriented nanowires have been studied by 2-probe measurements. Higher density of surface atomic terraces significantly increases the number of discrete jumps in the FM-AF transition.
|
|
|
Preparation of InAs nanowires by MBE
Stanislav, Silvestr ; Maniš, Jaroslav (referee) ; Musálek, Tomáš (advisor)
The bachelor’s thesis deals with growth of InAs nanowires grown on silicon substrate by molecular beam epitaxy. The emphasis is mainly layed on fabrication of nanowires grown via Vapour-Liquid-Solid mechanism using gold catalytic nanoparticles. There is a brief description of two most common mechanisms of nanowire growth in the first part of the thesis. The text also discusses crystal structure of InAs and doping options of InAs nanowires. The experimental part is aimed at deposition and the impact of different growth conditions on both growth mechanism and nanowire morphology.
|
guest ::
