|
|
Development and fabrication of graphene Hall probes
Supalová, Linda ; Červenka, Jiří (referee) ; Bartošík, Miroslav (advisor)
Pokrok v inženýrství a technologiích vytvořil zájem o stabilní detektory magnetického pole schopné operovat v širokém rozsahu teplot. Senzory založené na Hallově jevu a obří magnetorezistenci jsou nejčastěji využívaná zařízení k neinvazivnímu měření statických i dynamických magnetických polí v reálném čase. Aplikace zařízení na bázi Hallova jevu zahrnují například lineární senzory magnetického pole, gyrátory, rychlostní a směrové senzory, elektrické kompasy a senzory proudu, v oblastech sahajících od výroby, automobilového a kosmického průmyslu po komunikační systémy. Nicméně současné materiály využívané v Hallových sondách (především III-V polovodiče jako InSb nebo GaAs) mají potíže s teplotní stabilitou. V této práci se zabýváme výrobou Hallových sond založených na grafénu a jejich testováním za zvýšených teplot. Úspěšně jsme vyrobili grafénové Hallovy sondy v uspořádání polem řízeného tranzistoru pomocí standartních výrobních metod jako litografie a depozice tenkých vrstev. Volba uspořádání polem řízeného tranzistoru nám umožňuje naplno využít vynikajících elektrických vlastností grafénu při testování těchto Hallových sond v rozmezí od pokojové teploty až do 200°C. Naše výsledky ukazují, že zvyšování teploty nezpůsobuje zásadní zhoršení výkonnosti grafénových Hallových sond i při teplotách nad 150°C. Tato práce otevírá dveře pro další výzkum chování grafénových Hallových sond za zvýšené teploty s důrazem na porozumění externích faktorů, které ovlivňují výkonnost takového senzoru při využití v normálních podmínkách.
|
|
| |
|
|
Properties study of periodic gratings prepared by electron-beam lithography
Krátký, Stanislav ; Opletal, Petr (referee) ; Matějka, Milan (advisor)
This study examines the process of the relief periodic structures creation by way of electron beam lithography. It describes how to design these structures by means of a computer and subsequently how to create them by electron beam lithograph. Moreover, this study explores the methods by which these structures are measured and evaluated. These methods are used to measure and evaulate binary periodic gratings and thanks to obtained data it can be determined the dependence of the depth of grating on its period. The study also contains measurement of diffraction efficiency on manufactured gratings and comparison of the dependence of its diffraction efficiency on the depth of grating.
|
|
|
Low power MEMS heating membrane
Svatoš, Vojtěch ; Pekárek, Jan (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
The aim of this thesis is to create the MEMS heating membrane with low power consumption. This work includes the main of design and fabrication processes of these heating elements. It was decided that the final sample will be created as suspended membrane type of the structure. It the end of the thesis there is detailed overview of the whole fabrication processes used for fabrication of final samples and the experiment to prove the resistance due to thermal stress.
|
|
| |
|
|
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.
|
|
| |
|
|
Fabrication and testing of microbolometer or other infrared detector based on plasmonic antennas
Děcký, Marek ; Gallina, Pavel (referee) ; Liška, Jiří (advisor)
This bachelor’s thesis is focused on study and fabrication of infrared detectors. Other than just providing a literature research and plasmonics research into the topic, the main goal of this thesis is to propose new designs, manufacturing and characterization such detectors. Specifically the uncooled microbolometer that uses plasmonic antennas for the amplification of the strong coupling which forms between the localized surface plasmons of golden antennas and a phonons of thin dielectric film made from silicon dioxide. The preparation of several types of microbolometers on silicon substrates was conducted using electron beam lithography, photolithography and by thin film deposition techniques. The individual microbolometers differed mainly in the width of the layers between the temperature sensitive meanders and the antennas, but also in the dimensions of the antennas. In the first two sets of microbolometers, the meanders were made from titanium, however meanders in the last set of microbolometers were fabricated from platinum. Reaction of the microbolometers on visible and infrared radiation was tested using measurement of electrical resistance. It was discovered that fabricated microbolometers with titanium meanders significantly reacted on visible light by lowering their resistance. This means they behave like semiconductor. Microbolometers also reacted on infrared radiation by lowering their resistance, but only when temperature of black body source exceeded 400 °C. Reaction on visible and infrared radiation was not observed on microbolometers with platinum meanders with one exception.
|
|
|
Graphene doping by low-energy electrons
Stará, Veronika ; Kunc, Jan (referee) ; Čechal, Jan (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá dotováním grafenu nízkoenergiovými elektrony. Na křemíkový substrát pokrytý vrstvou SiO2 jsou pomocí litograficky vyrobené masky nadeponované kovové kontakty z titanu a zlata. Grafen vyrobený pomocí metody depozice z plynné fáze je přenesen na substrát a slouží jako vodivé spojení kovových elektrod, které vytvářejí kolektor a emitor. Na křemík je ze spodu přivedeno napětí, které tak vytváří spodní hradlo. Takto vytvořený grafenový tranzistor je ozařován nízkoenergiovými elektrony, které mění dotování grafenu. Z polohy maxima v závislosti odporu grafenu na hradlovém napětí lze vyčíst typ dotování. Toto maximum udává napětí, při kterém Fermiho meze grafenu prochází Diracovým bodem v pásové struktuře grafenu. Velikost hradlového napětí, primární energie elektronového svazku a proud svazku jsou tři parametry, které mají velký vliv na změny dotování. Při ozařování transistoru dochází ke změně typu dotování právě tehdy, když odpor grafenu v závislosti na hradlovém napětí dosáhne maxima. Vývoj této změny je zkoumán pro různé energie a proudy primárního svazku v závislosti na hradlovém napětí i v čase. Typ dotování je také prozkoumán při zastavení ozařování v různých fázích smyčky hradlového napětí. Dopování grafenu nízkoenergiovými elektrony je popsáno v teoretickém modelu.
|
|
|
Fabrication of plasmonic antennas for analytical transmission electron microscopy by focused ion beam lithography
Foltýn, Michael ; Kejík, Lukáš (referee) ; Horák, Michal (advisor)
This bachelor thesis is focused on sputtering of thin gold layers and manufacturing of plasmonic antennas using focused ion beam lithography. I optimised the process of sputtering of gold layers by ion beam assisted deposition. Furthermore, I optimised processes connected to manufacturing of plasmonic antennas by focused ion beam lithography. I sputtered thin gold layers 20, 30 and 40 nm thick by various deposition rates. In terms of grain size, the best layers were those deposited with rate of 2 /s. From view of crystallographic composition, the best results were achieved by using deposition rates of 0.2 and 3 /s. I made 3 types of antennas. Rod shaped antennas of 240 nm in length and widths of 40 and 80 nm, and bowtie antenna with 20 nm gap in between its wings. I further optimised parameters of ion etching for each thickness and deposition rate of sputtered layers used for creating antennas mentioned before. The highest quality of antennas was achieved when using layers 20 and 40 nm thick. For manufacturing of bowtie antennas however, layers of all thicknesses deposited by rate of 3 /s were optimal. I discovered, that for layers deposited with rate of 2 /s a lot of redeposited material got sputtered back on to antennas, which can bring the diameters of antennas closer to the desired value at least in one axis.
|
guest ::
