Posudky závěrečné kvalifikační práce

Posudek vedoucího

Bartošík, Miroslav

Diplomová práce je zaměřena na přípravu velmi tenkých vrstev a jejich analýzu. Studiu růstu ultratenkých vrstev Pt a Co na Pt(111) pomocí nízkoteplotního STM se Zuzana Bortlová věnovala při své stáži na Technické Univerzitě ve Vídni. Výrobou graphenu a jeho analýzou pomocí SPM technik, mikroreflektometrie a mikro-Ramanovy spektroskopie se pak zabývala na VUT v Brně. Zatímco ve Vídni bylo třeba navázat na dlouholeté vynikající experimentální výsledky, v Brně je experimentální výzkum graphenu zcela novým tématem (navzdory tomu, že výzkum graphenu je dnes jednou z nejdynamičtěji se rozvíjejících oblastí). Přestože uvedená témata zasahují po experimentální i teoretické stránce velmi širokou oblast fyziky tenkých vrstev, prokázala autorka diplomové práce velmi dobrou orientaci v celé problematice a dosáhla značných pokroků. Její práce je vynikajícím odrazovým můstkem pro následnou výrobu a studium nanoelektronických zařízení na graphenu. Jako vedoucí diplomové práce oceňuji především samostatný, zodpovědný a kreativní přístup k řešení daných problémů.

Dílčí hodnocení
Kritérium	Známka	Body	Slovní hodnocení
Splnění požadavků a cílů zadání	A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod	A
Vlastní přínos a originalita	A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry	A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii	A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti	A
Grafická, stylistická úprava a pravopis	A
Práce s literaturou včetně citací	A
Samostatnost studenta při zpracování tématu	A

Navrhovaná známka: A

Posudek oponenta

Červenka,, Jiří

Zuzana Bortlová zpracovala diplomovou práci na téma "Aplikace SPM při studiu a modifikaci ultratenkých vrstev Pt, Co a graphenu". Tato práce obsahuje dvě nosná témata: studium velmi tenkých Co vrstev na Pt(111) a vytváření tenkých graphenových vrstev pomocí mechanického odlupování. Cílem práce bylo vypracování rešeršní studie a experimentální analýza těchto vrstev pomocí různých metod rastrovací sondové mikroskopie (SPM). Tyto cíle byly více než v dostatečné míře naplněny za použití impozantního počtu různých experimentálních metod. Vrstvy Pt a Co na Pt(111) byly deponovány dvěma technikami, pulzní laserovou depozicí a teplotním napařováním ve vakuu, a posléze byly studovány pomocí STM při nízkých teplotách v ultra vysokém vakuu. Druhá část práce zabývající se graphenem rovněž použila velké množství analytických metod pro určení tloušťky graphenových vrstev mechanicky oddělených z grafitu. Mezi tyto metody patřila: optická mikroskopie, mikroskopie AFM, EFM, SKPM, LFM, mikroreflektometrie a Ramanova spektroskopie. Zvládnutí takového množství experimentálních metod v tak krátkém čase je působivé a dává této práci vyšší vědeckou hodnotu. Domnívám se, že tato diplomová práce je jedna z prvních prací zabývající se studiem graphenu v České republice, proto ji hodnotím v tomto ohledu jako přínosnou, avšak způsoby přípravy graphenových vrstev i jejich následné analýzy byly vypracovány s pomocí metod vyvinutých dříve jinými vědeckými skupinami, proto ji nemohu hodnotit jako originální. Práce je napsána přehledně s velmi dobře vypracovaným úvodem, který pojednává o všech důležitých metodách a materiálech použitých v dalších experimentálních částech této diplomové práce. Výtku si pouze zaslouží nedostatečné popsání experimentálních podmínek a parametrů u dat získaných metodami SPM, které jsou zásadní pro správnou analýzu a případnou reprodukovatelnost těchto měření. Například u STM měření v obr. 21-36 chybí uvedení tunelových proudů a přiloženého napětí, v obr. 36 měřítka STM rastrů a u kontaktních AFM a LFM měřeních v kap. 7.4 nejsou uvedeny tuhosti použitých AFM hrotů, které mohou být zásadní pro správnou interpretaci těchto měření. Je zde využíváno poznatků současné vědecké literatury, avšak na mnoha místech nejsou zdroje informací řádně citovány. Na příklad uvedu začátek kapitoly 4.4.1 na str. 16: "Jednou z věcí, které dělají graphen výjimečným materiálem, je jeho vysoká kvalita. Ta je dána čistotou uhlíku a vysokou uspořádaností mřížky, ve které prakticky nejsou žádné defekty." Nebo čtvrtá věta od konce na str. 20: "Tloušťka jednovrstevného graphen je rovna prodloužení p orbitalů z roviny, tedy d1 = 0,34 nm." Takováto tvrzení nejsou pravděpodobně založena na poznatcích z výzkumů autorky a je evidentní, že byla převzata z literatury. Kritiku si také zaslouží nedostatečně propracovaná diskuze výsledků v experimentální části. Především velmi rozdílné výsledky určených tloušťek graphenových vrstev pomocí tří různých experimentálních metod v kap. 7.4 si zaslouží detailnější rozbor se započítáním vlivu fyzikálních limitů jednotlivých metod na naměřené výsledky. V celkovém hodnocení práci a její výsledky hodnotím pozitivně, myslím si, že splňuje velmi dobře obsahové i formální nároky kladené na závěrečné diplomové práce. Avšak v důsledku výše zmíněných nedostatků, navrhuji hodnocení této práce klasifikačním stupněm B.

Dílčí hodnocení
Kritérium	Známka	Body	Slovní hodnocení
Splnění požadavků a cílů zadání	A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod	A
Vlastní přínos a originalita	B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry	C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii	A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti	A
Grafická, stylistická úprava a pravopis	B
Práce s literaturou včetně citací	C

Navrhovaná známka: B

Otázky

1.Na straně 43 na začátku 3 odstavce autorka uvádí, že tvorba Co dimerů při teplotě 60 K je ojedinělá na povrchu Pt(111), a dokazuje tuto skutečnost na sérii STM obrázků na straně 47 v obr. 36. K tomuto zjištění dále dodává: "Tvorba dimerů je za těchto podmínek vzácná, vypadá to, jakoby jí něco bránilo. Je možné, že tento silný odpor je způsoben dalekodosahovými silami mezi jednotlivými atomy adsorbovanými na platinovém povrchu." O jaké dalekodosahové síly se může jednat a proč? 2.Jaká je drsnost povrchů, na které byly graphenové vrstvičky naneseny a jak se tato drsnost může projevit v měření tloušťky v AFM a mikroreflektometrii? 3.Jaký může mít vliv velikost světelného svazku v mikroreflektometrii na výsledné určení tloušťky graphenových šupinek v místech 1 a 2 na obrázku 45 na str. 55? 4.Prosím o komentář k signálu v LFM v pravé části graphenové šupinky na obr. 46, kde je vidět
rozdílný kontrast na ostrůvcích a na povrchu graphenu. Tento kontrast je v rozporu s tvrzením autorky v první větě na str. 57, kde je uvedeno, že tyto ostrůvky v LFM nejsou patrné, a proto se nejedná o nečistoty.
5.Jednotky uvedené v LFM měření grafitových šupinek jsou uvedeny v nA v obr. 46 a 51. Proč tomu tak je a jak je tento signál získáván? 6.Jak může ovlivnit rozdílná tuhost AFM ramének výsledky v LFM? 7.Jaké jsou možné hybridizace uhlíku a jaký mají vliv na elektrické vlastnosti těchto materiálů? Uveďte na příkladech.