Cílené přemisťování fragmentů molekuly vody po povrchu křemíku Si(100) 2×1 pomocí hrotu STM

• Název práce v češtině: Cílené přemisťování fragmentů molekuly vody po povrchu křemíku Si(100) 2×1 pomocí hrotu STM
• Název v anglickém jazyce: Positioning of water molecule fragments on the Si(100) 2×1 surface using STM tip
• Akademický rok vypsání: 2008/2009
• Typ práce: bakalářská práce
• Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc.

Zásady pro vypracování

1) Rešere literatury týkající se manipulací s jednotlivými atomy pomocí hrotu STM
2) Seznámení se s problematikou STM experimentu v ultravakuu
3) Příprava rekonstruovaného povrchu Si(100) 2×1
4) Měření četnosti změn konfigurace C defektu v závislosti na parametrech tunelového kontaktu
5) Pokusy o řízený přesun atomu vodíku, skupiny OH či obou
Výsledky práce budou vychodiskem pro vytváření definovaných nanostruktur atom po atomu na křemíkovém povrchu Si(100)2×1.

Seznam odborné literatury

1. Venables J. A.: Surfaces and Thin Film Processes, Cambridge Univ. Press Cambridge 2000
2. Bai C.: Scanning Tunneling Microscopy and its Application, Springer Series in Surf.Sci.32, Berlin-Heidelberg, New York 1992
3. Methods of experimental physics: Scanning tunneling microscopy, ed. by J.A.Stroscio, W.J. Kaiser, Academic Press Ltd., 1993

Předběžná náplň práce

http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/php/bak-abs.php?id=108

Technika STM je velmi pespektivní v souvislostí s rozvojem nanotechnologií. STM jako jedina technika umožňuje přímou manipulaci s jednotlivými atomy a molekulami na povrchu, vytváření definovaných struktur v atomárním měřítku, a jejich následné zobrazení.

Molekula vody se po dopadu na povrch Si(100) 2×1 disociuje a vzniklé fragmenty (H,OH) se naváží na povrchové atomy křemíku. Bylo pozorováno, že během řádkování hrotem mikroskopu nad disociovanou molekulou dochází k viditelnému přepínání mezi různými konfiguracemi, související s přesuny vodíku nebo skupiny OH. Tento systém je proto vhodným kandidátem pro první pokusy s atomárními manipulacemi na povrchu Si(100)2×1.

Zvládnutím řízeného přepínání konfigurace a pochopení interakce s hrotem může následně umožnit řízenou manipulaci s disociovanou molekulou vody a také její cílené přemisťování po povrchu a vytváření geometrických předloh pro následnou přípravu kovových nanostruktur, a to v atomárním měřítku.

Cílem práce bude studium vlivu parametrů (proud, napětí, vzdálenost) tunelového kontaktu hrot-povrch na četnost změn konfigurace C defektu a nalezení parametrů, při nichž by mohlo docházet k přesunu skupin H a OH po povrchu. Součástí bude i pokus o nalezení parametrů pro ?odsátí? a opětovné uvolnění atomu z hrotu na povrch při pokojové teplotě.