STARÁ, V. Dotování grafenu pomocí pomalých elektronů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.

Posudek vedoucího

Čechal, Jan

Cílem diplomové práce bylo prozkoumání možností libovolného, tedy jak negativního, tak pozitivního, dotování grafenu pomocí fokusovaného elektronového svazku. Experimentální práce spočívala v přípravě grafenových polem řízených transistorů a studiu transportních vlastností grafenu. Hlavním bodem práce bylo popsání vlivu ozařování grafenu elektronovým svazkem na jeho elektronické vlastnosti, především na polohu Diracova bodu. Veronika Stará pracovala na své práci samostatně s velkým zájmem a úsilím, díky čemuž byly nejen splněny cíle diplomové práce, ale výsledky byly shrnuty do manuskriptu článku odeslaného k publikaci. Dosažené výsledky jsou tedy originální v mezinárodním kontextu a poslouží jako prostředek pro bezkontaktní dotování grafenu v navazujících experimentech.

Posudek oponenta

Kunc, Jan

Předložená diplomová práce se zabývá experimentálním studiem vlivu nízkoenergetických elektronů na transportní vlastnosti grafénu. V rámci práce byl připraven grafén metodou chemické depozice z plynné fáze, byly připraveny vzorky metodou UV fotolitografie a připravené struktury byly charakterizovány. Charakterizace grafénových vzorků proběhla zejména metodou dvoubodového měření elektrického odporu. Elektrický odpor byl studován v závislosti na ozáření elektronovým svazkem v různých fázích cyklických změn hradlového napětí. Ozařovací experimenty byly srovnány s charakteristikami před ozářením a v práci je detailně diskutován fyzikální model objasňující základní principy vedoucí ke změně v dopování grafénu elektronovým svazkem. Taktéž byly provedeny experimenty studující vliv energie elektronů a vliv elektrického proudu elektronů na dopování. Zde je taktéž náznak interpretace obdržených výsledků, nicméně model již není natolik rozpracován. Například pohyb neutrálních excitonů v přiloženém elektrickém poli je značně diskutabilní hned ze dvou důvodů. Jednak měření bylo patrně provedeno za pokojové teploty, tudíž nelze předpokládat existenci excitonů. Dále i v případě přítomných excitonů nelze předpokládat jejich interakci na vnější elektrické pole, neboť se jedná o neutrální kvazičástice. Z hlediska splnění požadavků a cílů zadání diplomová práce vyhovuje. Cíle diplomové práce byly (1) stručně uvést mechanizmy dotování grafénu, (2) připravit polem řízený grafénový tranzistor a charakterizovat jeho transportní vlastnosti a (3) kvantitativně popsat vliv elektronového svazku na transportní vlastnosti tranzistoru. Všechny tři body zadání byly splněny. Postup a rozsah řešení práce považuji za odpovídající diplomové práci, stejně tak rozsah použitých experimentálních metod je plně dostačující. Bc. Veronika Stará v předložené práci prokázala schopnost samostatného řešení výzkumného úkolu. V práci oceňuji originalitu a snahu o interpretaci získaných výsledků. Dosažené výsledky jsou zajímavé jak z hlediska přípravy různě dotovaného grafénu, tak z hlediska teorie, která zatím neposkytuje úplný fyzikální obraz dějů probíhajících při ozařování grafénu elektronovým svazkem. Práce je logicky uspořádána a obsahuje veškeré formální náležitosti. V práci se vyskytuje několik překlepů odpovídající rozsahu práce. Drobnou výtku bych měl ke stylistice. Práce je psána v anglickém jazyce, kde řada vět je doslovným překladem českých vět. To v některých pasážích ubírá na srozumitelnosti textu. V rešerši literatury došlo k drobným nepřesnostem. Například na straně 16 se uvádí, že první publikace na téma grafénu vyšla v roce 2007. Pokud budeme brát v úvahu nynější intenzivní zájem vědecké komunity o grafén, pak počátky sahají do roku 2004. Sem patří práce Novoselov, Geim, Science 2004, respektive práce Berger a kol. Journal of Phys. Chem B 2004. Ani tyto práce však nejsou počátky grafénu. Studiu grafénu se vědecká komunita zabývá mnohem déle. V literatuře je však nutné hledat pod názvem jednovsrtvý grafit. Název “grafén“ pochází z roku 1994 a tento název se rozšířil až o několik let později. Uvážíme-li tyto skutečnosti při hledání počátku studia grafénu, pak během devadesátých let minulého století vyšlo dokonce několik souhrnných článků na téma monovrstvého grafitu, např. Tontegode, Progress in Surface Scinece 1991, Tsong, J. Am. Ceram. Soc. 1993, resp. Oshima, J. Phys.: Condens. Matter 1997. Vedle rozsáhlého výzkumu jednovrstvého grafitu jsou to také sporadické články, které se objevují již od sedmdesátých let, např. Bommel, Surf. Sci. 1975 a další. Vedle historických milníků ve výzkumu grafénu není úplná ani aktuální literatura. Například velikost grafénových zrn na epitaxním grafénu není 10-100 nm na křemíkové straně SiC, avšak je v řádech jednotek mikrometrů, viz např. Robinson, Carbon 81, 73 (2015).

eVSKP id 109480