GABRIŠ, A. Návrh držáku vzorku pro studium orientovaných krystalů pomocí vysokofrekvenční paramagnetické resonance [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.
Tato bakalářská práce se zabývá návrhem držáku vzorku určeného ke studiu krystalů za pomocí elektronové paramagnetické rezonanční spektroskopie – EPR. Držák vzorku je navrhován tak, aby byl kompatibilní s EPR spektroskopem pracující ve vysochých polích/frekvencí vyvíjeným skupinou Petra Neugebauera na CEITECu VUT v Brně. Vzorek je při měření vystaven velmi nízkým teplotám dosahujícím až 1,7K, rovněž také silnému magnetickému poli dosahujícímu až 16T a tlaku pohybující se v jednotkách milibaru. Student se v prvních dvou kapitolách práce zabývá základy EPR spektroskopie a jeho využití ke studiu krystalů. Obě kapitoly jsou dostatečně rozsáhlé a napsané tak, aby čtenář pochopil nejen základy EPR, ale i princip studia vzorků ve formě krystalů. Ve třetí kapitole se student věnuje rešerši týkající se využití materiálů pro návrh EPR držáku vzorků vhodného k použití v již zmíněných podmínkách. V praktické části práce student popisuje návrh držáku vzorku s využitím piezo rotátoru pro rotaci krystalů uvnitř EPR magnetu a programování rozhraní pro automatizaci měření. Student navíc uvádí možnosti využití FDM 3D tisku pro výrobu držáku a testování prototypu cyklickým chlazením za pomoci tekutého dusíku. V diskuze se poté zabývá prvními testy navrhnutého držáku a také prvním reálným měřením vzorku vanadyl tetrafenylporfín. Tato kapitole je bohužel skromná a tvoří nejslabší místo jinak výborně zpracované práce. Ke každému měření popisovanému ve zmíněné kapitole, je provedena řádná simulace. Bohužel kód simulace využívající modul easyspinu je vysvětlen jen sporadicky. Z daném měření by se v souhrnu dalo získat mnohem více informací, ze kterých by vyplývaly i vlastnosti samotného držáku vzorků jako například posun mikrovlní fáze k pozici vzorku umístěného v držáku nebo přesnost a házivost sestavy. I přes, že student byl při vypracování práce občas méně samostatný, hodnotím práci velice kladně. Zmiňované téma je pro studenta bakalářského stupně bez znalosti základů kvantové fyziky velice náročné. Student tak při zpracování závěrečné práce prokázal silnou motivaci se potřebnou látku doučit. Díky jeho pečlivosti a pozitivnímu přístupu k práci vyřešil všechny stanovené úkoly a do budoucnosti tak zpřístupnil studium orientovaných krystalů pro řešení dalších vědeckých problémů. S ohledem na výše uvedené hodnotím bakalářskou práci za A.
| 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 dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | B | ||
| 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 | C |
Pán Andrej Gabriš sa vo svojej bakalárskej práci zaoberal návrhom, realizáciou a testovaním držiaka vzoriek na štúdium uhlovej závislosti elektrónovej paramagnetickej rezonancie (EPR) kryštalických látok. Zároveň mal implementovať ovládanie rotácie vzorky do existujúceho softvéru na obsluhu spektrometra. Práca má dve hlavné časti: teoretickú a praktickú. Teoretická časť pozostáva z krátkeho úvodu do EPR spektroskopie a rešerše materiálov použivaných za veľmi nízkych teplôt a vysokých magnetických polí. Autorovi sa podarilo napísať zrozumiteľný úvod do problematiky EPR spektroskopie bez zásadných chýb, hoci sa miestami dopustil nepresností (napr. na strane 14 pri popise Boltzmanovej distribúcie spinov v dvojhladinovom systéme naznačuje, že polarizácia systému závisí, okrem teploty, od frekvencie použitého žiarenia, pričom presnejšie závisí od energetického rozdielu daných hladín a teda magnetického poľa; použitie vyšších frekvencií je dôsledok, nie príčina). Vzhľadom na komplexitu témy a fakt, že ide o bakalársku prácu, sú malé nepresnosti prijateľné. V rešeršnej časti autor prezentuje dobre spracovaný prehľad materiálov použivaných vo fyzikálnych experimentoch za veľmi nízkych teplôt a vysokých magnetických polí. Napriek popisu značného počtu materiálov a grafickému zobrazeniu ich fyzikálnych vlastností, paradoxne chýbajú konkrétne hodnoty pre materiály, ktoré autor nakoniec vybral pre navrhnutý držiak (prevažne PEEK a CuZn20Ni20). Praktickú časť autor začína popisom navrhnutého držiaka. Detailne popisuje funkcie a zdôvodnenie výberu jednodtlivých funkčných prvkov; racionalizácia použitých materiálov však chýba. Dizajn držiaka je premyslený a zohľadňuje funkciu, materiálové vlastnosti, potreby experimentu a aj jednoduchosť používania. Autor taktiež vykonal kalibráciu solenoidu potrebného na moduláciu magnetického poľa, žiaľ odsunutú do prílohy E. Bolo by vhodné tento postup viac upresniť. V nasledujúcej kapitole autor posudzuje možnosť využitia komerčnej aditívnej výroby, ktorá síce umožňuje odľahčenie držiaka a lacnejšiu výrobu, avšak použitý materiál (ASA, zvolený bez konkrétnych argumentov) nezniesol cyklické chladenie, čo vylučuje jeho použitie. V oboch prípadoch výroby by bolo vhodné uviesť výrobcu navrhnutých súčiastok. Po stručnom, ale postačujúcom popise užívateľského rozhrania naprogramovaného na ovládanie experimentu, nasleduje veľmi krátka diskusia testu dokazujúceho funkčnosť navrhnutého systému. Zadanie práce bolo splnené vo všetých ohľadoch a vyrobený držiak je určite veľkým prínosom pre EPR spektrometer na CEITECu. Autor postupoval pri riešení projektu systematicky a z predloženej práce je zrejmé, že do nej vložil značné úsilie. Oceňujem nadpriemernú úroveň grafického spracovania práce. Napriek tomu je nutné vytknúť zopár formálnych problémov pri popise testovacích meraní: 1. Ide o vzorku vanadyl tetrafenylporfyrín (VO-TPP), nie tetrafenylporfín. 2. Prepodkladám, že autor danú vzorku nesyntetizoval, bolo by preto vhodné uviesť zdroj daného kryštáľu. 3. Hoci to autor nešpecifikoval, podľa šírky čiar nameraného spektra odhadujem, že sa jedný o tuhý roztok VO-TPP v Zn-TPP. 4. Nie je uvedené, či autor vykonal simuláciu a analýzu spektier sám alebo použil parametre z literatúry. Bez týchto informácii nie je možné daný experiment zreprodukovať. Podobne pri kalibrácii modulačnej cievky nie je uvedená forma a množstvo LiPc. Na obr. 1.7 autor popisuje 'Zosilňovač s fázovým posunom', avšak asi mal na mysli tzv. lock-in zosiľňovač, správne zosiľňovač s fázovým závesom (angl. phase-locked loop). Napriek niektorým nedostatkom, a vzhľadom na zložitosť témy, hodnotím prácu a jej výsledky veľmi pozitívne. Prácu doporučujem k obhajobe a navrhujem klasifikačný stupeň A.
| 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 dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | B | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 125595