|
|
Influence of Si surface passivation on growth and ordering of nanostructures
Matvija, Peter ; Kocán, Pavel (vedoucí práce) ; Rezek, Bohuslav (oponent) ; de la Torre, Bruno (oponent)
Kremík je v súčasnosti najpoužívanejší polovodičový materiál, ktorého aplikácie siahajú od solárnych článkov a senzorov po elektronické zariadenia. Funkcionalizácia povrchu pomocou molekulárnych vrstiev môže vylepšiť vlastnosti kremíkového povrchu a môže zmenšiť veľkosť funkčných prvkov elektronických zariadení. Avšak, nájdenie spôsobu akým molekuly naviazať na konkrétne miesta na povrchu a nájdenie spôsobu akým molekuly usporiadať na kremíkových povrchoch nie je ľahké kvôli vysokej reaktivite kremíku. V tejto práci používame skenovací tunelový mikroskop, ab-initio výpočty a kinetické Monte Carlo simulácie a študujeme adsorpciu organických molekúl na čistom a táliom pasivovanom povrchu Si(111). Ukazujeme, že polarita molekúl má veľký dopad na spôsob naviazania molekúl na čistý povrch. Naše pozorovania dokazujú, že v porovnaní s čistým povrchom sú molekuly a jedno-atomárne adsorbáty na pasivovanom povrchu výrazne mobilnejšie. Zvýšená mobilita molekúl spôsobuje vytvorenie 2D plynu na povrchu a umožňuje tvorbu samousporiadaných molekulárnych štruktúr. V práci navrhujeme novú metódu pre priame pozorovanie 2D molekulárneho plynu a ukazujeme, že pomocou nehomogénneho elektrického poľa je možné kontrolovať fázu molekúl na povrchu, v prípade že tieto molekuly na seba viažu dipólový moment. 1
|
|
|
Adsorption of Metal Atoms and Growth of Metal Nanostructures on Silicon Surface - STM Study
Alexandridis, Michael ; Ošťádal, Ivan (vedoucí práce) ; Rezek, Bohuslav (oponent) ; Švec, Martin (oponent)
Chování kovů III (Al) a IV (Sn) skupiny na povrchu Si(100) bylo studováno metodou skenovací tunelové mikroskopie v teplotním rozmezí 115 K až 350 K. Vývoj délek cínových řetíšků při pokojové a vyšší teplotě byl studován metodou opakovaných řádkových skenů. Aktivační energie a příslušné frekvenční prefaktory pro odpojení různých typů atomů z konců řetízků byly získány statistickým zpracováním experimentálních dat. Kninetické Monte Carlo simulace byly použity k získání aktivačních energií pro přeskoky Sn adatomů na povrchu Si(100) při pokojové teplotě fitováním experimentálně naměřených růstových charakteristik systému Sn/Si(100). Tři základní Al objekty pozorované skenovacím tunelovým mikroskopen za pokojové teploty na Si(100) byly identifikovány a zevrubně popsány. Přímé pozorování přeskoků Al adatomu na Si(100)-c(4x2) při teplotě 115 K bylo použiko ke stanovení aktivačních energií potřebných pro jednotlivé přeskoky ve směru kolmém k Si dimerovým řádkům a paralelním s Si dimerovými řádky. Kinetické Monte Carlo simulace byly použity k získání aktivačních energií pro přeskok Al adatomů na povrchu Si(100) za pokojové teploty fitováním experimentálně naměřených růstových charakteristik systému Al/Si(100)
|
|
|
Nanofotonika
Dvořák, Petr ; Rezek, Bohuslav (oponent) ; PhD, Jakub Dostálek, (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá experimentálním výzkumem interference povrchových plazmonových polaritonů (SPP) pomocí rastrovací optické mikroskopie v blízkém poli (SNOM). V první kapitole je vytvořen teoretický základ pro fyzikální popis většiny fyzikálních dějů a souvisejících závislostí, které jsou studovány. Mezi tyto závislosti patří: závislosti výsledného interferenčního obrazce SPP na homogenitě, polarizaci, vlnové délce a fázi budicího osvětlení, na geometrii interferenčních budicích struktur a na náklonu vzorku vůči budicímu osvětlení. Dále je zde navržena nová experimentální metoda, která umožňuje pomocí numerických simulací nebo pomocí SNOM měření odhalovat citlivost SNOM sondy na detekci jednotlivých komponent elektrické intenzity blízkého pole. Nakonec je zde prezentována nová mikroskopická technika, která umožňuje 3D kvantitativní zobrazení rozložení fáze nad plazmonovými metapovrchy.
|
|
| |
|
|
Electronic effects at the interface between biomolecules, cells and diamond
Krátká, Marie ; Rezek, Bohuslav (vedoucí práce) ; Cifra, Michal (oponent) ; Skládal, Petr (oponent)
Pro biomedicínské aplikace, jako jsou biosenzory, bioelektronika, tkáňové inženýrství, optimalizace materiálů pro implantáty, monitorování životního prostředí atd., je zásadní interakce mezi biologickým prostředím (buňky, proteiny, tkáně, membrány, elektrolyty apod.) a povrchem pevné látky. Diamant může v tomto směru poskytnout unikátní kombinaci výborných polovodičových, mechanických, chemických, biokompatibilních a dalších vlastností. V této dizertační práci charakterizujeme elektronické vlastnosti rozhraní protein- diamant pomocí polních tranzistorů na bázi diamantu zakončeného vodíkem, jehož hradlo je vystaveno biologickému médiu (SGFET). Objasňujeme roli adsorbované proteinové vrstvy na elektronickou odezvu diamantového tranzistoru. Zkoumáme vliv buněk (převážně osteoblastů jako modelových buněk) na převodní charakteristiky a na svodové proudy diamantových polních tranzistorů. Pro posouzení vlivu hranic zrn a sp2 fáze na bio-elektronickou funkci diamantových SGFETů jsme použili vrstvy nanokrystalického diamantu o různých velikostech zrn (80 nm - 250 nm). Studujeme vliv gamma záření na funkci a stabilitu diamantových polních tranzistorů s proteiny a buňkami, což může být užitečné pro monitorování biochemických procesů během radiační léčby. Vyvinuli a otestovali jsme přenosné zařízení pro měření...
|
|
|
Příprava grafenu a výzkum jeho fyzikálních vlastností
Procházka, Pavel ; Rezek, Bohuslav (oponent) ; Kalbáč,, Martin (oponent) ; Dub, Petr (vedoucí práce)
Tato dizertační práce je zaměřena na výrobu grafenových vrstev metodou chemické depozice z plynné fáze (Chemical Vapor Deposition – CVD) a jejich využití při výrobě a charakterizaci vlastností polem řízených tranzistorů. Teoretická část práce se převážně zabývá různými způsoby výroby grafenových vrstev a měřením jejich transportních vlastností. V experimentální části je nejdříve zkoumán růst polykrystalické struktury grafenu a jednotlivých grafenových zrn o velikosti až 300 m. Dále byl proveden růst grafenu na atomárně hladkých měděných substrátech, které byly vyrobeny za účelem zvýšení kvality grafenu. Následně byly z vytvořených vrstev vyrobeny polem řízené tranzistory a měřeny jejich transportní vlastnosti. Poslední dvě kapitoly se zabývají dopováním grafenu galliovými atomy a rentgenovým zářením. Zatímco během depozice galliových atomů na povrch grafenu dochází k jeho dopování vlivem přenosu náboje z gallia, ozáření grafenového polem řízeného tranzistoru rentgenovým svazkem vyvolává v dielektrické vrstvě ionizaci kladně nabitých defektů, které elektrostaticky grafenovou vrstvu dopují.
|
|
|
Influence of Si surface passivation on growth and ordering of nanostructures
Matvija, Peter ; Kocán, Pavel (vedoucí práce) ; Rezek, Bohuslav (oponent) ; de la Torre, Bruno (oponent)
Kremík je v súčasnosti najpoužívanejší polovodičový materiál, ktorého aplikácie siahajú od solárnych článkov a senzorov po elektronické zariadenia. Funkcionalizácia povrchu pomocou molekulárnych vrstiev môže vylepšiť vlastnosti kremíkového povrchu a môže zmenšiť veľkosť funkčných prvkov elektronických zariadení. Avšak, nájdenie spôsobu akým molekuly naviazať na konkrétne miesta na povrchu a nájdenie spôsobu akým molekuly usporiadať na kremíkových povrchoch nie je ľahké kvôli vysokej reaktivite kremíku. V tejto práci používame skenovací tunelový mikroskop, ab-initio výpočty a kinetické Monte Carlo simulácie a študujeme adsorpciu organických molekúl na čistom a táliom pasivovanom povrchu Si(111). Ukazujeme, že polarita molekúl má veľký dopad na spôsob naviazania molekúl na čistý povrch. Naše pozorovania dokazujú, že v porovnaní s čistým povrchom sú molekuly a jedno-atomárne adsorbáty na pasivovanom povrchu výrazne mobilnejšie. Zvýšená mobilita molekúl spôsobuje vytvorenie 2D plynu na povrchu a umožňuje tvorbu samousporiadaných molekulárnych štruktúr. V práci navrhujeme novú metódu pre priame pozorovanie 2D molekulárneho plynu a ukazujeme, že pomocou nehomogénneho elektrického poľa je možné kontrolovať fázu molekúl na povrchu, v prípade že tieto molekuly na seba viažu dipólový moment. 1
|
|
| |
|
|
Correlated microscopy of electronic and material properties of graphene grown on diamond thin films
Rezek, Bohuslav ; Čermák, Jan ; Varga, Marián ; Tulic, S. ; Skákalová, V. ; Waitz, T. ; Kromka, Alexander
In this work we compare growth of graphene on diamond thin films that enable large area processing. We use films with different crystal size and surface roughness to obtain deeper insight into formation and properties of GoD. The diamond films are coated by a nm thin sputtered Ni layer and heated to 900°C in a forming gas atmosphere (H2/Ar) to initiate catalytic thermal CVD process. The samples are cleaned from residual Ni after the growth process. We employ scanning electron microscopy, Raman micro-spectroscopy and Kelvin probe force microscopy to correlate material, structural, and electronic properties of graphene on diamond. We show how grain size and grain boundaries influence graphene growth and material and electronic properties. For instance we show that the grain boundaries (with non-diamond carbon phases) in diamond films have an important role. They influence the electronic properties and they are beneficial for forming graphene on diamond higher quality.
|
|
|
Spatially separated HOMO/LUMO at interface of polypyrrole physisorbed on oxidized nanodiamond facets
Matunová, Petra ; Jirásek, Vít ; Rezek, Bohuslav
Nanodiamond particles (NDs) have recently risen in popularity owing to their unique and perspective properties. Merging NDs with organic molecules, such as polypyrrole (PPy), into hybrid organic-semiconductor functional systems gives rise to potential applications in photovoltaics (PV), which is supported by prior experimentally observed charge transfer between bulk diamond and PPy. This work focuses on the most relevant (111) and (100) O-terminated ND facets with different coverage of surface terminating oxygens in ether, epoxide, ketone, and peroxide positions. We use density functional theory (DFT) computations employing B3LYP functional and 6-31G(d) basis set. Energetically the most favorable oxidized ND facets were further optimized with PPy in physisorbed configurations. Analysis of geometry, binding energy, HOMO-LUMO gap, and charge transfer was done on the relaxed PPy-ND structures. Multiple hydrogen bonds are formed between PPy amino groups and O atoms on ND surface.
|
host ::
RSS.