VAŠÍČEK, M. Charakterizace autoemisních zdrojů pro elektronovou mikroskopii [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2013.
V rámci zadání diplomové práce řešil diplomant Martin Vašíček aktuální úkol, který spočíval v elektrické charakterizaci zdrojů volných elektronů do vakua. Jeho úkolem bylo popsat a vysvětlit jednotlivé typy těchto katod, jejich parametry a parametry prostředí, které jsou pro vznik elektronové emise podstatné. Zvláštní pozornost věnoval autoemisním katodám, kterým je v posledních letech věnována velká pozornost a to zejména z toho důvodu, že jsou zdrojem elektronů v elektronových mikroskopech konstruovaných zejména pro sledování biologických preparátů. Skenování biologických preparátů je možné pouze elektronovým svazkem, který má malou energii a tím biologický preparát nezničí dřív, než dojde k detekci prošlých nebo odražených elektronů a tím i tvorbě obrazu. Diplomant plnil požadavky tohoto fyzikálně náročného úkolu velmi svědomitě. Z teoretického hlediska se velmi dobře v dané problematice dobře orientoval, získal slušný přehled týkající se vlastností jednotlivých parametrů, prostudoval a porozuměl potřebným fyzikálním jevům, které emisi elektronů z povrchu některých kovů umožňují. Z teoretického hlediska je v práci pěkně provedena rešerše problematiky týkající se pásových energetických diagramů pro jednotlivé typy emise, správně je důraz položen na emisi polní a Shottkyho včetně parametrů jako je velikost intenzity elektrického pole a proudové hustoty na jejím hrotu. Velmi kladně hodnotím jeho přístup k experimentální práci, během poměrně krátké doby se seznámil se skenovacím elektronovým mikroskopem, na kterém provedl několik podařených měření. Získanými výsledky dokumentoval zejména geometrii a složení povrchových vrstev katod vyrobených na bázi wolframu, které byly schopny dlouhodobé emise už při relativně snadno dosažitelném vakuu. Sám se na chemickém leptání hrotů katod optimálního průměru podílel. Pro wolframový drát průměru 0,5 mm optimalizoval časový průběh proudu v závislosti na koncentraci hydroxidu. Tímto technologickým procesem jsou hroty jednak vyleptány a jednak pokrývány optimální vrstvou oxidu asi 10 nm. Při procesu leptání eliminoval problém kolmého zanořování. Během řešení projektu zdokonalil algoritmu anodické oxidace. Experimentální práce prováděl na aparaturách ústavu fyziky FEKT a nebo v laboratořích společnosti Delong Instruments v Brně. S přihlédnutím k aktivitě, dosaženým výsledkům a předložené práci považuji tento diplomový projekt za kvalitně zpracovaný. Vlastní práce logicky členit tak, aby splnil všechny požadavky zadání, jednotlivé kapitoly jsou vypracovány přehledně, doplněny vhodnými vzorci a obrázky s dobrou grafickou úrovní. Práce navíc výrazně přesahuje původní zadání v tom, že obsahuje komentované výsledky geometrie získané z TEM a časové průběhy emisních proudů. Na základě k výše uvedených konstatování hodnotím práci diplomanta Bc. Martina Vašíčka výslednou známkou výborně (92 b)
Předložená diplomová práce Bc. Martina Vašíčka se zabývá charakterizací autoemisních zdrojů pro leektronovou mikroskopii, tj.problematikou, která je velmi zajímavá pro pracoviště školitele – Ústav fyziky FEKT VUT i pro firmu Delong Instruments. Diplomová práce je svou podstatou moderním příspěvkem k řešení problematiky a lze tudíž konstatovat, že zvolené téma práce je aktuální a žádoucí. Práce o celkovém počtu 69 stran sestává z šesti kapitol včetně úvodu, závěru, seznamu obrázků, seznamu zkratek a symbolů, seznamu použité literatury. Dle zadání obsahuje část rešeršní, teoretickou a experimentální. V prvních dvou kapitolách se zabývá teoretickými základy emise elektronů do vakua, jednotlivými typy emisí se zaměřením na studenou a Schottkyho emisi a principu tunelového jevu. V třetí kapitole shrnuje poznatky o jednotlivých typech emisí - tedy, termoemisi, autoemisi, termoautoemisi a v současné době velmi perspektivní Schottkyho emisi - a dále shrnuje i poznatky o principech, konstrukci a funkci emisních zdrojů, fokusačních systémů a filtrů. V závěru kapitoly pak seznamuje s teoretickým základem výroby autoemisních katod metodou elektrochemického leptání, což potom tvoří jednu ze součástí experimentální práce. Čtvrtá kapitola pojednává o praktických aplikacích tunelového jevu a emise elektronů do vakua se zřetelem na jejich použití ve vybraných typech elektronových mikroskopů. Přináší přehled nejen o konstrukci, funkci a využití transmisních, skenovacích a rastrovacích tunelových elektronových mikroskopů, ale i o problematice vad a kvality zobrazení vzorků a biologických preparátů, pro které je charakteristická velmi nízká energie skenujících elektronů a krátká doba jejich aplikace. Vlastním přínosem práce jsou kapitoly 5 a 6. Prakticky porovnává charakteristiky emisních zdrojů s ideálním emisním zdrojem. Nejlepší výsledky vykazuje Schottkyho katoda, která se jeví jako poměrně levný emisní zdroj s vysokým jasem a nejdelší životností, bez provozních výpadků a servisních zásahů nutných u jiných zdrojů. Dalším krokem bylo testování funkčnosti a životnosti těchto katod ve vakuové komoře aparatury, která je jakýmsi simulátorem prostředí emisní sekce elektronového mikroskopu. V experimentální šesté kapitole se pokusil o zdokonalování výroby katodových hrotů elektrochemickým leptáním (drop off) na unikátní aparatuře v Delong Instruments. Stanovil vhodné časové průběhy leptacího proudu v navrženém dvoufázovém procesu tak, aby bylo dosaženo poloměru hrotu menšího než 100 nm. Cílem tohoto snažení by mělo být využití šumové spektroskopie jako nástroje pro předpověď životnosti a spolehlivosti studenoemisních Schottkyho katod. Pokud se týká formální stránky práce, lze autorovi vytknout pouze některé detaily. V textu jsou jen ojedinělé nepodstatné překlepy. Po jazykové stránce je práce relativně pečlivě zpracována. Mám jen drobné výhrady v následujících bodech: a) Reference se v textu neobjevují v odpovídající posloupnosti. b) ČSN nepřipouští zápis ve tvaru 1,602 × 10-19 C – toto je kombinace amerického a evropského zápisu. Je také nutné oddělovat hodnotu od veličiny (např. 4,5 eV). c) Používání 3. os. mn.č. – např. Elektrony se od bariéry odrážejí, ne odráží. Předložená diplomová práce představuje dobře zpracované inženýrské dílo a splňuje požadavky zadání ve všech bodech. Práce je napsána v řádném sledu kapitol počínaje potřebnými teoretickými poznatky, s pokračováním ve vlastním návrhu a realizaci pracoviště pro technologii a experimentální měření elektrických parametrů hrotů katod, a dále vyhodnocením získaných měření. Doporučuji práci k obhajobě.
eVSKP id 66735