Growth and characterization of vdW single crystals
| Název práce v češtině: | Růst a charakterizace monokrystalů vdW systémů |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Growth and characterization of vdW single crystals |
| Klíčová slova: | vdW materiály|ferromagnetismus|antiferromagnetismus |
| Klíčová slova anglicky: | vdW materials|ferromagnetism|antiferromagnetism |
| Akademický rok vypsání: | 2021/2022 |
| Typ práce: | diplomová práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Jiří Pospíšil, Ph.D. |
| Řešitel: | Mgr. Anežka Bendová - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 01.10.2021 |
| Datum zadání: | 04.10.2021 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 07.10.2021 |
| Datum a čas obhajoby: | 09.06.2023 08:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 04.05.2023 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 03.05.2023 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 09.06.2023 |
| Oponenti: | Mgr. Pavel Boháček |
| Konzultanti: | prof. RNDr. Vladimír Sechovský, DrSc. |
| Zásady pro vypracování |
| Předmětem diplomové práce je syntéza prekurzorů a růst monokrystalů vrstevnatých van der Waalsovských materiálů. Získané monokrystaly budou charakterizovány a popsány jejich strukturní a fyzikální vlastnosti. Na základě provedených analýz bude proces růstu optimalizován pro dosažení reprodukovatelných vlastností získaných monokrystalů. Práce bude sestávat z těchto kroků:
1) studium literatury a příprava rešerše na téma aktuální problematiky van der Waalsovských systémů 2) syntéza vybraných sloučenin ve formě monokrystalu 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 Mgr. stupně 5) optimalizace procesu růstu monokrystalů pro dosažení materiálů reprodukovatelné kvality |
| Seznam odborné literatury |
| Aktuální odborná literatura v elektronických databazích WOS a Scopus |
| Předběžná náplň práce |
| 2D vdW materiály vykazují širokou škálu elektronových vlastností a vysokým potenciál ve spintronice díky svým snadno laditelným fyzikálním vlastnostem. Spintronická zařízení využívající 2D materiály jsou však stále v přípravné fázi, což je způsobeno především absencí spontánního feromagnetického uspořádání dlouhého dosahu, které je pro spintronické aplikace klíčové. Možný výskyt feromagnetismu ve 2D materiálech a jejich bohaté elektrické a optické vlastnosti vytvářejí příležitosti nejen pro aplikace, ale i pro objevy na poli fundametnální fyziky. Bylo teoreticky předpovězeno, že pokud je v systému přítomna silná magnetická anizotropie, lze stabilizovat 2D feromagnetismus. Nedávno byl takto ferromagnetismu detekován experimentálně v monovrstvách Cr2Ge2Te6, CrI3 a VI3. Posun TC výše je pro skutečné aplikace zásadní. TC závisí na výměnných interakcích, stabilitě magnetismu a jeho směr ve zmenšených rozměrech je řízen magnetickou anizotropií. Předmětem diplomové 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 -dovednosti v laboratoři |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| 2D vdW materials have displayed a broad range of electronic properties and enormous potential in spintronic applications due to their highly tunable physical properties. However, spintronic devices using 2D materials are still in preliminary stage, which is due to the lack of presence of long-range ferromagnetic order that is crucial for spintronic 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. When magnetic anisotropy is included, the 2D ferromagnetism can be stabilized in vdW systems. It has just recently been realized in monolayer Cr2Ge2Te6 6, CrI3 and VI3. Pushing the TC higher is crucial for real applications. The TC depends on the exchange interactions, stability of magnetism and its direction in reduced dimensions is controlled by the magnetic anisotropy. The subject of the diploma thesis is the systematic search and synthesis of new vdW materials with physically and application interesting properties.
The expected minimal knowledge of applicant: Concepts of magnetism Condensed matter physics Materials preparation-single crystals Materials characterization-X-ray techniques, EDX General work -skills in the laboratory |