Studium kovových povrchů za operando podmínek pomocí vysokotlaké skenovací tunelové mikroskopie

• Název práce v češtině: Studium kovových povrchů za operando podmínek pomocí vysokotlaké skenovací tunelové mikroskopie
• Název v anglickém jazyce: Study of metal surfaces in operando conditions by means of near-ambient-pressure scanning tunneling microscopy
• Klíčová slova: STM|LEED|XPS|UHV|near-ambient-pressure|Cu(111)|Pt(111)
• Klíčová slova anglicky: STM|LEED|XPS|UHV|near-ambient-pressure|Cu(111)|Pt(111)
• Akademický rok vypsání: 2019/2020
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Peter Matvija, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 13.06.2019
• Datum zadání: 17.06.2019
• Datum potvrzení stud. oddělením: 16.08.2019
• Datum a čas obhajoby: 05.02.2021 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 06.01.2021
• Datum odevzdání tištěné podoby: 06.01.2021
• Datum proběhlé obhajoby: 05.02.2021
• Oponenti: doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1) Bibliografická rešerše.
2) Seznámení se s experimentální metodou NAP-STM.
3) Příprava čistých kovových povrchů v ultra-vysokém vakuu.
4) Charakterizace připravených vzorků za přítomnosti různých plynů pomocí NAP-STM.
5) Vyhodnocení výsledků.
6) Sepsání bakalářské práce.

Seznam odborné literatury

[1] Tao F. et al., Science 327, 850-853 (2010)
[2] Eren B. et al., Science 351, 475−478 (2016)
[3] Tao F., Crozier P. A., Chem. Rev. 116, 3487−3539 (2016)
[4] Kittel, Charles, Introduction to Solid State Physics, Wiley (2004)

Předběžná náplň práce

Povrchy kovů jsou na atomární úrovni jedny z nejvíce prozkoumaných tříd systémů. Tyto povrchy se častokrát využívají v průmyslově důležitých chemických reakcích (například v heterogenní katalýze), nebo slouží jako podklad pro růst dalších nanostruktur. Studium kovových povrchů na atomární úrovni se doposud provozovalo buď ve velmi zjednodušených podmínkách ultra-vysokého vakua, nebo na rozhraní kov/kapalina. V praxi ale chemické reakce probíhají za vysokých tlaků plynů a za zvýšené teploty.

V nedávném období se ukázalo, že i jednoduché a relativně inertní kovové povrchy, které byly dlouho používány například ve studiích modelových katalyzátorů, mění svou strukturu pod vlivem zvýšeného tlaku plynů [1, 2, 3] a pod vlivem zvýšené teploty (za operando podmínek). Například katalyticky aktivní povrch platiny (111) hrubne a výrazně rekonstruuje [1, 3]. Tyto změny mají zásadní vliv na chemické reakce probíhající na povrchu.

Náplní této práce bude zkoumání vlivu zvýšeného tlaku jednoduchých plynů (O2, CO, H2 …) a vlivu zvýšené teploty na strukturu kovových povrchů (Pt, Cu, Fe, …). Tlakem a teplotou indukované změny povrchů budou zkoumané pomocí vysokotlaké skenovací tunelové mikroskopie (NAP-STM) a vysokotlaké rentgenové fotoelektronové spektroskopie (NAP-XPS). Výsledky práce budou sloužit jako základ pro další studium složitějších struktur na těchto površích za operando podmínek.