KOVÁCS, R. Řízení teploty nanostruktur pomocí absorpce světla [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2014.
Autor se ve své práci zaměřil na studium absorpce elektromagnetického záření kovovými strukturami o rozměrech desítek nanometrů (nanostruktury). Dále se zabýval výpočtem zvýšení teploty nanostruktury a jejího okolí v důsledku této absorpce. Lokálního zahřívání lze využít v různých experimentech, např. ve výrobě polovodičových drátů o průměru desítek nanometrů (nanodrátů). Text práce začíná popisem tohoto experimentu, dále je vysvětlena fyzikální podstata zahřívání pevné látky pomocí světla a pomocí numerických simulací je výsledné teplotní pole počítáno pro různé tvary a rozměry nanostruktur (kulička, hemisféra atd.). Na závěr je s využitím výsledků uvedených v předchozích kapitolách navržen experiment, pomocí kterého mohou být selektivně vyrobeny polovodičové nanodráty pouze v místech, která jsou světlem osvícena. Vzhledem k technologické náročnosti nebylo provedení tohoto experimentu cílem této práce, je však plánováno v rámci výzkumných aktivit Skupiny povrchů, tentkých vrstev a nanotechnologií na Ústavu fyzikálního inženýrství. Autor zvládl problematiku numerických metod a ukázal, že dokáže výsledky kriticky posoudit a interpretovat je. Je však zároveň třeba zmínit, že ne vždy si počínal zcela samostatně. Jeho práce byla někdy bohužel poznamenána přílišným spoléháním se na pomoc druhých, a to i při řešení takových dílčích problémů, které měl zvládnout sám. Lze konstatovat, že diplomant splnil požadavky a cíle zadání. Z těchto důvodů doporučuji diplomovou práci k obhajobě a hodnotím ji výsledným klasifikačním stupněm velmi dobře/B.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | C | ||
| Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry | B | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | B | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | C | ||
| Práce s literaturou včetně citací | B | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | C |
Diplomová práce je založena na zajímavé myšlence řízení teploty při ohřevu nanostruktur a zřejmě se jedná o nanostruktury s výraznými plazmonovými jevy. Zadání bylo splněno v celém rozsahu, mohlo být však formulováno náročněji (např. odhad vs. výpočet). Úvod a následující kapitola má v souladu se zadáním rešeršní charakter a rozumně zužuje výběr struktur na nanodráty pěstované metodou VLS ve složení Si-Au, případně polovodič – Au. Třetí kapitola je pouze kvalitativní popis absorpce světla v kovových nanočásticích spojená s lokalizovaným plazmonem. Přínos diplomové práce (kap. 4) je v modelování absorpce světla a rozložení teplot ve zvolených modelových strukturách. Diplomant měl k dispozici dvě programová prostředí Lumerical a COMSOL. Není vždy snadné zvládnout úspěšně takové nástroje a rozumně je využít pro konkrétní fyzikální aplikace. Tento úkol diplomant zvládl velmi dobře. Zejména je třeba ocenit srovnání modelových výpočtů s analytickým řešením případu velmi blízkém dané problematice. V případě simulací elmag. pole byly zvoleny modelové struktury v souladu s experimentálními zájmy pracoviště (Ge), s ohledem na reálné případy (vrchlík) i různé kombinace materiálů (Si, SiO2). Výsledky jsou velmi zajímavé a dávají možnost si s tímto problémem pohrát. Za nedostatek považuji uvedení jen spekter absorpčního koeficientu. Zajímavé by jistě bylo zobrazení rozložení toku energie nebo hustoty absorbovaného výkonu v prostoru kolem těchto struktur. Je třeba vysvětlit volbu definice absorpčního koeficientu. Tepelná pole těchto struktur a příslušných variant byly získány metodou konečných prvků pomocí programu COMSOL. Výsledky jsou nebo mohou být velmi cenné pro aplikace reálných technologií. Oceňuji srovnání obou programových prostředí a jejich kritické posouzení. Některá zjednodušení jsou poměrně závažná, jedná se o teplotní závislosti optických konstant, teplotní závislosti materiálových parametrů, optické vlastnosti eutektik, vysoká intenzita laseru, atd. Posledním úkolem zadání byl návrh experimentu, což diplomant splnil v 5. kapitole, ale stále je to jen návrh. Velmi bych ocenil alespoň pokus nebo snahu o realizaci skutečného experimentu. Práce má pěknou grafickou úpravu, text se nevyhnul drobným překlepům, poněkud vadí označení imaginární části permitivity. Práci hodnotím stupněm C. Diplomant prokázal schopnost samostatně a aktivně modelovat zajímavé fyzikální vlastnosti ve strukturách nadějných pro aplikace. Za nedostatek považuji absenci vlastního experimentálního přístupu a poměrně stručný fyzikální pohled na podstatu zkoumaných procesů.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | B | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | C | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry | C | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | B | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | B | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | B |
eVSKP id 72575