PRIŠČÁK, J. Charakterizace senzitivních nanomateriálů pro MOX senzory plynů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2021.
Tato diplomová práce popisuje použití jednorozměrných (1D) a dvourozměrných (2D) nanomateriálů z oxidů kovů (MOX) pro přípravu velmi malých sensorů na detekci různých plynů, technologie jejich výroby a integrace. Tyto materiály mají unikátní vlastnosti, např. vysoký poměr plochy na svůj objem (surface-to-volume ratio) díky tomu i predikovanou vysokou citlivost na různé plyny, které je možno využít v chemických sensorech. Hlavním přínosem této práce mělo být: 1) vytvoření přehledu nanomateriálů a jejich technologie výroby, 2) rešerše vlastností 1D a 2D materiálů zejména senzitivity a selektivity na přítomnost vybraných druhů plynů a 3) přehled současných technologií realizace senzorů plynů založených na MOX, např. využití vyhřívací platformy MEMS či jiné nově zkoumané technologie. V teoretické části práce se student zabývá problematikou chemických senzorů, jejich typy, vlastnostmi, principy detekce, zlepšování detekčních parametrů, např. pomocí funkcionalizace povrchu senzitivního materiálu atp. Hlavním zaměřením práce byly chemické senzory využívající nanomateriály na bázi kov-oxid (metal oxide, MOX), které jsou rozebrány detailněji jak současně využívané technologie provedení těchto senzorů, tak i nově studované typy MOX senzorů využívající fotoaktivaci povrchu citlivé vrstvy (světlo), místo všeobecně nejrozšířenějších, které využívají výhřevných elementů (teplo, většinou MEMS) pro aktivaci povrchu a dosažení potřebných chemisorpčních jevů. Tato kapitola je velmi pěkně zpracovaná, i když schází závěrečné porovnání těchto technologií z hlediska jejich výhod a nevýhod, týkající se zejména spotřeby, nebo dlouhodobé stability senzorů využívající fotoaktivaci, což patří mezi hlavní benefity pro jejich využití do budoucna. Dále uvádí několik PVD a CVD metod používaných pro syntézu nanomateriálů, ale i pro výrobu testovacích mikrostruktur. Součástí teoretické části jsou i způsoby přenosu a uspořádávání nanodrátů, které je možno použít pro navazující laboratorní experimenty. Experimentální část byla hodně ovlivněna situací opatřeními onemocnění Covid-19, ale i přesto se studentovi podařilo splnit vytyčené zadání práce. Předmětem laboratorních experimentů bylo zvládnutí několika dílčích technologických kroků, jako je separace nanodrátů od základního substrátu, přenos nanodrátů na testovací elektrodové pole s interdigitálními elektrodami, proces žíhání atp., které předcházelo sestrojení samotného snímacího elementu, neboli senzoru reagujícího na změnu koncentrace přimíchávaného analytu. Další částí experimentální práce byla charakterizace odezvy dvou typů nanomateriálů, konkrétně nanodráty WO3 a ZnO, na přítomnost různých druhů plynů pomocí laboratorní plynové stanice. I přes výrazné omezení prací v laboratořích, studentovi se podařilo získat dostatečné množství výsledků potřebné k základní charakterizaci těchto materiálů, ale i senzorického systému jako takového. Naměřená data student znázornil v práci jak pomocí grafických závislostí, tak i přehledně s využitím tabulek, kde vzájemně porovnává jednotlivé parametry dvou typů senzorů, např. velikost odezvy senzoru, čas odezvy a zotavení senzoru. Student si takto osvojil základní postupy pro realizaci a charakterizaci plynových senzorů, založené na MOX nanomateriálech. V závěrečném zhodnocení práce schází delší diskuze o případné optimalizaci postupů takto vyráběných MOX senzorů, bráno jako vlastní přínos této práce, kde mohl student využít velké množství poznatků, které nabyl při zpracování teoretické části. Práce má rozsah 76 stran textu a je přehledně členěna celkem do 7 hlavních kapitol. Grafická podoba je úhledná a je vidět, že jí student věnoval dostatečnou pozornost. Při zpracování grafických závislostí v rámci jednoho typu senzoru by měl být dodržován stejný rozsah odezvy, aby bylo možné velikost odezvy lépe interpretovat. Až na pár nedostatků a nepřesností v určitých pasážích práce, kde student zacházel zbytečně do detailů, které mohl použít spíše v jiných částech práce, hodnotím tuto práci jako dobře zvládnutou. Student projevoval o práci zájem a byl aktivní téměř po celou dobu zpracovávání této diplomové práce. Kladně hodnotím i práci s literaturou, která se skládala převážně z vědeckých publikací v anglickém jazyce. Tuto práci doporučuji k obhajobě u státní závěrečné zkoušky a hodnotím stupněm B (85 b).
Diplomová práce studenta Bc. Juraje Priščáka se zabývá studiem nanomateriálů na bázi oxidů kovů (MOX) vhodných pro detekci plynů. Hlavním cílem bylo osvojení si a pochopení důležitých fyzikálních a chemických jevů doprovázejících problematiku polovodičových MOX senzorů a také nastudování technologických procesů pro výrobu těchto nanomateriálů. V teoretické části se student věnuje problematice ve velice širokém měřítku, což hodnotím kladně. Na stranu druhou, některé kapitoly, které jsou důležité pro následující praktickou část, jsou vysvětleny velice stručně a povrchově. V textu je také několik nepřesností a tvrzení, která v širším vztahu k běžně používaným technologiím, nejsou zcela přesné (např.: rozdělení gravimetrických senzorů, nepřesně vysvětlený pojem hybridní technologie, a další). I přes tyto nedostatky se dá říci, že je teoretická část dobře členěná a přehledná. Zpracování experimentální části práce, vzhledem k omezením v důsledku pandemie onemocnění Covid-19, je na poměrně dobré úrovni a je patrné, že student i přes tuto komplikaci stihl realizovat dostatečné množství experimentů. V praktické části chybí text, který by se věnoval popisu čipu a rozložení senzorového pole, což je v textu dále matoucí a není možné tak přesně určit, kde se daná struktura nachází a jaká je její velikost pro případné další experimenty. Po formální stránce bych vytknul zpracování grafů, které by mělo být na této úrovni magisterského studia zpracováno lépe (např.: nevhodně zvolené rozsahy os, v popiskách nejsou dolní, indexy, proměnné nejsou značené kurzívou, atp.). Na snímkách z optického mikroskopu nejsou zobrazena měřítka a tak je obtížné si představit skutečnou velikost zobrazených objektů. Formální stránka práce tak působí průměrným dojmem, ale ve všech bodech splňuje zadání od školitele. Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem hodnotím práci stupněm B (80 b) a doporučuji ji k obhajobě u státní závěrečné zkoušky.
eVSKP id 134651