Physical properties of layered materials with Van der Waals bond
| Název práce v češtině: | Fyzikální vlastnosti vrstevnatých materiálů s Van der Waalsovou vazbou |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Physical properties of layered materials with Van der Waals bond |
| Klíčová slova: | Van der Waals|magnetismus|fyzikální vlastnosti |
| Klíčová slova anglicky: | Van der Waals|magnetism|physical properties |
| Akademický rok vypsání: | 2022/2023 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Jiří Pospíšil, Ph.D. |
| Řešitel: | Bc. Ondřej Michal - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 23.08.2022 |
| Datum zadání: | 23.08.2022 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 08.09.2022 |
| Datum a čas obhajoby: | 21.06.2023 09:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 11.05.2023 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 11.05.2023 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 21.06.2023 |
| Oponenti: | Mgr. Martin Míšek, Ph.D. |
| Konzultanti: | prof. RNDr. Vladimír Sechovský, DrSc. |
| Zásady pro vypracování |
| Předmětem bakalářské práce je syntéza nových vrstevnatých materiálů s van der Waalsovou vazbou. Získané materiály budou charakterizovány a popsány jejich strukturní a především fyzikální vlastnosti. Na základě provedených analýz bude optimalizován proces růstu pro dosažení reprodukovatelných vlastností získaných materiálů ideálně ve formě monokrystalů. Práce bude sestávat z těchto kroků:
1) studium literatury a příprava rešerše na téma aktuální problematiky van der Waalsovských systémů 2) syntéza vybraných materiálů 3) analýza připravených materiálů, prášková rentgenová difrakce, difrakce na monokrystalu, EDX analýza 4) popis a analýza magnetických a termodynamických vlastností získaných monokrystalů na úrovni znalostí studenta bakalářského stupně |
| Seznam odborné literatury |
| Aktuální odborná literatura v elektronických žurnálech v databazích WOS a Scopus
Ashcroft and Mermin, Solid State Physics |
| Předběžná náplň práce |
| Van der Waalsovské (vdW) materiály vykazují širokou škálu elektronových vlastností s vysokým potenciál ve spintronice díky svým snadno laditelným fyzikálním vlastnostem. Spintronická zařízení využívající 2D materiály jsou však stále v laboratorní fázi, což je způsobeno především absencí spontánního feromagnetického uspořádání dlouhého dosahu, které je pro spintronické aplikace klíčové. Bylo teoreticky předpovězeno, že pokud je v systému přítomna silná magnetická anizotropie, lze stabilizovat feromagnetismus na úrovni monovrstvy. Nedávno byl takto feromagnetismu detekován experimentálně v monovrstvách Cr2Ge2Te6, CrI3 a VI3 a paleta možných kandidátů se díky intenzivnímu výzkumu rychle rozšiřuje. Posun teploty magnetického upořádání k pokojové teplotě je pro skutečné aplikace zásadní. Možný výskyt feromagnetismu ve 2D materiálech a jejich bohaté elektrické a optické vlastnosti vytvářejí příležitosti nejen pro aplikace, ale i pro objevy na poli fundametální fyziky. Předmětem bakalářské práce je systematické hledání a syntéza nových vdW materiálů s fyzikálně a aplikačně zajímavými vlastnostmi.
Očekávané minimální znalosti žadatele: -Teorie magnetismu -Fyzika kondenzovaných látek -Příprava materiálů-monokrystaly -Charakterizace materiálů-rentgenové techniky, EDX -Obecné pracovní dovednosti v chemické a fyzikální laboratoři |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| Van der Waals (vdW) materials have displayed a broad range of electronic properties with enormous potential in spintronic applications due to their highly tunable physical properties. However, spintronic devices using 2D vdW materials are still in the preliminary stage, which is due to the lack of presence of long-range ferromagnetic order that is crucial for spintronic applications. It was theoretically predicted that when magnetic anisotropy is included, the 2D ferromagnetism can be stabilized in vdW systems in a single layer limit. It has just recently been realized in monolayer Cr2Ge2Te6, CrI3, VI3, and new materials are still discovered due to intensive research in this field. Pushing the magnetic ordering temperature higher is crucial for real applications. The possible appearance of ferromagnetism in 2D materials as well as their rich electrical and optical properties create opportunities not only for applications but for fundamental science discoveries like low-temperature quantum phenomena. The subject of the bachelor thesis is the systematic search and synthesis of new vdW materials with physical and application interesting properties.
The expected minimal knowledge of the applicant: -Concept of magnetism -Condensed matter physics -Materials preparation-single crystals -Materials characterization-X-ray techniques, EDX -General skills in the chemical and physical laboratory |