Kontaktování nanostruktur pro senzorická měření

• Název práce v češtině: Kontaktování nanostruktur pro senzorická měření
• Název v anglickém jazyce: Contacting nanostructures for sensor measurements
• Akademický rok vypsání: 2013/2014
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Vedoucí / školitel: prof. Mgr. Iva Matolínová, Dr.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 04.02.2014
• Datum zadání: 05.02.2014
• Datum potvrzení stud. oddělením: 21.02.2014
• Datum a čas obhajoby: 09.09.2014 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 31.07.2014
• Datum odevzdání tištěné podoby: 31.07.2014
• Datum proběhlé obhajoby: 09.09.2014
• Oponenti: Mgr. Filip Dvořák, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Bibliografická rešerše.
2. Zvládnutí ovládání základních funkcí SEM.
3. Příprava vrstev rezistů, jejich expozice elektronovým svazkem a následné vyvolání s ohledem na optimalizaci tloušťky vrstev rezistů, parametrů expozice a pracovních postupů s cílem kontaktování nanostruktur na nevodivém substrátu.
4. Kontaktování systému nanotyček WO3 na povrchu slídy pomocí EBL v SEM.
5. Měření senzorických vlastností kontaktovaných nanostruktur pro vodík.
6. Vyhodnocení výsledků a sepsání bakalářské práce.

Seznam odborné literatury

1. Nanostructures & Nanomaterials, G. Cao, Imperial College Press, ISBN: 1-86094-415-9, London 2004.
2. Physical Principles of Electron Microscopy, R. F. Egerton, Springer, ISBN 978-0387-25800-0, Edmonton, Kanada 2007.
3. Elektronová litografie v řádkovacím elektronovém mikroskopu, S. Haviar, Diplomová práce, MFF UK, Praha 2010.
4. Gas Sensors Based on One Dimensional Nanostructured Metal-Oxides: A Review, M. M. Arafat, B. Dinan, Sheikh A. Akbar and A. S. M. A. Haseeb, Sensors 2012, 12, 7207-7258; doi:10.3390/s120607207.
5. Články v odborných časopisech podle dohody s vedoucí práce.

Předběžná náplň práce

Oxidy prvků, které se mohou vyskytovat ve více oxidačních stavech (např. W, Ce, Sn, Fe), jsou často využívány jako materiály vhodné pro vývoj nových nanostrukturních katalyzátorů a senzorů. Jejich vlastnosti jsou do značné míry určeny strukturou a složením (jejich aktivitu a selektivitu lze např. významně modifikovat přidáním malého množství katalyticky aktivního kovu). Detekce plynů u tohoto typu senzoru je založena na změně vodivosti vlivem oxidačního/redukčního prostředí.

Materiály o rozměrech redukovaných na jednotky či desítky nanometrů, jako jsou nanotečky a nanovlákna, získávají specifické vlastnosti, které jsou zcela odlišné od těch majících makroskopické rozměry. Tím se dostávají do popředí zájmu jako stavební bloky moderních elektronických nanosoučástek. Za účelem studia a využití vlastností nanostruktur je třeba je kontaktovat s přesností nanometrů. Výroba nanokontaktů je stále výzvou vzhledem k obtížnosti provedení v submikrometrovém měřítku. Obvykle používanými metodami jsou metody litografie elektronovým svazkem (EBL) či depozice asistovaná iontovým svazkem (FIB). Jejich využití je v případě nevodivých substrátů obtížné v důsledku efektu nabíjení.

Bakalářská práce bude zaměřena na přípravu kontaktů pro senzorická měření systému nanotyček oxidu wolframu samoorganizovaných na povrchu slídy metodou elektronové litografie v řádkovacím elektronovém mikroskopu (SEM). V rámci řešení práce budou vrstvy rezistu na povrch slídy deponovány pomocí odstředivého lití (spin-coating). Bude hledána vhodná kombinace tloušťky e-resistu(ů), parametrů depozice a expozice elektronovým svazkem včetně pracovních postupů tak, aby byly na povrchu slídy kontaktovány jednotlivé nanostruktury WO3/slída. Takto připravené vzorky pak budou testovány jako vodíkové senzory.

K práci bude využito zařízení pro odstředivé lití citlivých vrstev, řádkovací elektronový mikroskop TESCAN-Mira FEG III a aparatura pro senzorická měření.

http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/bak-abs.php?id=190

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/bak-abs.php?id=190