Modelling of precursors for electron-beam induced deposition
| Název práce v češtině: | Modelování prekurzorů pro depozici fokusovaným elektronovým paprskem |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Modelling of precursors for electron-beam induced deposition |
| Klíčová slova: | molekulární dynamika|depozice fokusovaným paprskem|pentakarbonyl železa|argonové klastry|kovové nanočástice |
| Klíčová slova anglicky: | molecular dynamics|focused-beam deposition|iron pentacarbonyl|argon clusters|metallic nanoparticles |
| Akademický rok vypsání: | 2019/2020 |
| Typ práce: | diplomová práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Fyzikální ústav UK (32-FUUK) |
| Vedoucí / školitel: | Juraj Fedor |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 24.09.2020 |
| Datum zadání: | 24.09.2020 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 24.09.2020 |
| Datum a čas obhajoby: | 13.09.2022 09:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 06.01.2022 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 06.01.2022 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 13.09.2022 |
| Oponenti: | doc. Mgr. Michal Fárník, Ph.D., DSc. |
| Zásady pro vypracování |
| - Přehled literatury o depozici fokusovaným paprskem a o experimentech s prekursory metodou záchytu na argonové klastry
- Seznámení se se softvérem MBN Explorer - Simulace záchytu pentakarbonylu železa na klastry argonu - Simulace disociativní ionizace pentakarbonylu železa a provnání s experimentálními daty - Simulace disociativní ionizace pentakarbonylu železa deponovaného na argonovém klastru a analýza efektu tohoto klastru. Porovnání s experimentálními daty. - Simulace měkkého dopadu kovových nanočástic při použití argonového klastru jako tlumícího média |
| Seznam odborné literatury |
| 1. I. Utke, P. Hoffmann, and J. Melngailis, Gas-assisted focused electron beam and ion beam processing and fabrication, J. Vac. Sci. Technol. B 26 (2008) 1997
2. I.A. Solov'yov, A.V. Korol, A.V. Solov'yov, Multiscale Modeling of Complex Molecular Structure and Dynamics with MBN Explorer, Springer International Publishing, Cham, Switzerland (2017), 447 p., ISBN: 978-3-319-56085-4 3. J. Lengyel, J. Kočišek, M. Fárník, J. Fedor, Self-scavenging of electrons in Fe(CO)5 aggregates deposited on argon nanoparticles, J. Phys. Chem. C 120 (2016) 7397 4. J. Lengyel, M. Fárník, J. Fedor, Ligand stabilization and charge transfer in dissociative ionization of Fe(CO)5 aggregates, J. Phys. Chem C 120, 2016, 17810 5. M. Allan, M. Lacko, P. Papp, Š. Matějčík, M. Zlatar, I. I. Fabrikant, J. Kočišek, J. Fedor, Dissociative electron attachment and electronic excitation in Fe(CO)5, Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 2018, 11692 6. Další speciální časopisecká literatura po dohodě s vedoucím práce |
| Předběžná náplň práce |
| Při depozicích fokusovaným elektronovým paprskem jsou organometalické prekurzory lokálně rozkládané tímto paprskem. Jeden z experimentálních přístupů k výzkumu elementárních dějů, které se odehrávájí při tomto procesu, je deponovat molekuly prekurzoru na argonové klastry a analyzovat interakce elektronů s takovými heterogenními systémy. V diplomové práci student využije metod molekulární dynamiky k objasnění několika efektů, které byly v takových experimetech v poslední době pozorovány.
V první části se student zaměří na pentakarbonyl železa, který je běžně používaným prekurzorem. Bude simulovat proces záchytu na argonové klastry a určí běžnou polohu molekuly prekurzoru v klastrech po záchytu. Pak bude simulovat disociativní ionizaci pentakarbonylu železa a přezkoumá, jak prostředí klastru ovlivňuje stupeň fragmentace této molekuly. Nakonec student využije získané zkušenosti a přezkoumá možnost využití argonových klastrů jako tlumícího média zaručujícího měkký dopad kovových nanočástic na substrát. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| In the focused electron-beam induced deposition, the organometallic precursors are locally decomposed on a substrate with an electron beam. One of the experimental approaches for probing the elementary processes in such deposition is to deposit the precursor molecules on argon clusters and to probe the electron interactions with such heterogeneous systems. In the proposed diploma thesis, the student will utilize the molecular dynamics simulations to elucidate several experimental effects which we have observed recently.
In the first part, the student will focus on the precursor iron pentacarbonyl. He will simulate the pickup process on the argon clusters and determine the position of the precursor molecule within the cluster. He will then simulate the dissociative ionization of iron pentacarbonyl and determine how does the cluster environment influences the fragmentation degree. Finally, the student will use the acquired skills to computationally explore the possibility of using argon clusters for soft-landing experiments with metallic nanoparticles. |