PACHL, P. Návrh zdroje ultrakrátkých elektronových pulsů v rastrovacím elektronovém mikroskopu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.
Cíle diplomové práce - návrh, sestavení a otestování fotoemisního zdroje pro rastrovací elektronový mikroskop (SEM) - byly na této úrovni studia a vzhledem k omezeným časovým možnostem poměrně ambiciózní. Přemysl Pachl ale zadání beze zbytku splnil, což vyžadovalo řadu dílčích kroků: v rámci konzultací s experty ve firmě Tescan nejprve navrhl konstrukční změny stávajícího standardního zdroje SEM, vytvořil výkresovou dokumentaci a podklady pro výrobu modifikovaných součástí, ve spolupráci s odborníky z firmy Tescan rozebral a znovu sestavil zdroj, úspěšně "oživil" modifikovaný mikroskop, sestavil optickou cestu pro osvit hrotu katody laserem a nakonec provedl a interpretoval první experimenty prokazující funkčnost fotoemise. Samotný text práce doprovázený řadou fotografií a schémat tyto kroky poměrně stručně ale výstižně popisuje. Výsledky diplomové práce Přemysla Pachla jsou dle mého názoru vysoce nadstandardní a svou komplexností tato práce skvěle naplňuje podstatu oboru fyzikální inženýrství. Chtěla bych také vyzdvihnout samostatný a proaktivní přístup studenta a perfektní komunikaci s odborníky z praxe a dodavateli součástí, což bylo nezbytné pro úspěšné dokončení celého projektu. Jsem velmi ráda, že Přemysl Pachl má zájem zapojit se do dalších experimentů a modifikací dotčeného SEM v rámci navazujícího studia.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | A |
Student se ve své diplomové práci zabývá návrhem a realizací zdroje ultrakrátkých elektronových pulsů. Konkrétně úpravou elektronového gunu standartně používaného v komerčním SEMu pracujícího v kontinuálním režimu na zdroj elektronů pracující v pulsním režimu přivedením laserového svazku k hrotu katody. Optická trasa laserového svazku je navržena tak, aby laserové pulsy dopadaly na hrot Schottkyho katody, kde dochází k fotoemisi elektronů, a současně bylo možné sledovat pozici svazku vůči hrotu katody. Motivací a současně i přínosem práce je, že je základním krokem pro plánovaný USEM na Ceitec Nano VUT. V úvodní části práce autor velmi přehledně a srozumitelně seznámil čtenáře s principem elektronové a ultrarychlé elektronové mikroskopie, popsal interakce elektronů se vzorkem a zdroje elektronů používané v elektronové mikroskopii. Popsal alternativy, kterými lze dosáhnout pulzů elektronů, včetně srovnání jejich výhod a nevýhod. Jsou uvedeny příklady konkrétních aplikací využívajících ultrarychlé elektronové mikroskopie. Autor předložené práce navrhl experimentální uspořádání systému, navrhl optickou sestavu včetně výběru konkrétních optických komponent. Rovněž navrhl konstrukční úpravy mechanických dílů SEMové trysky, bylo nutné upravit i některé díly SEMového tubusu. Upravil 3D modely dílů v SolidWorks, navrhl i nové díly, vytipoval vhodné nákupní položky, precizně vypracoval kompletní výkresovou dokumentaci, zadal výkresy do výroby, komunikoval s výrobci. Ověřil smontovatelnost navržených dílů. Podílel se na demontáži původních dílů a na krocích spojených s montáží nových dílů jako je kontrola rozměrů nových dílů a kvality leštěných povrchů, kontrola těsnosti, čištění dílů, centrování katodového modulu. Zprovoznil a seřídil navržený systém, mechaniku i optické cesty. Mikroskop nejprve úspěšně zprovoznil v kontinuálním režimu. Provedenými experimenty autor ověřil, že jeho konstrukční úpravy neměly negativní vliv na rozlišovací schopnost mikroskopu. Druhým krokem bylo zprovoznění navrženého systému v pulzním režimu, což obnášelo seřízení laserového svazku do správné polohy, konverze vlnové délky použitého laseru, zaostření na hrot katody a tvorbu pulzů. Navrhl postup ověření funkčnosti navrženého systému. Provedl s úspěchem test fotoemise a experimentálně ověřil rozlišení modifikovaného mikroskopu v pulzním režimu. Prokázal funkčnost zařízení v kontinuálním i pulzním režimu. Práci hodnotím celkovým hodnocením A, neboť se jedná o excelentně zpracovaný komplexní úkol. Zadání bylo splněno beze zbytku. Student se velmi dobře orientuje v problematice. Prokázal znalosti ve svém oboru, praktičnost, preciznost, k řešení zadání přistupoval systematicky, práce je dobře strukturovaná, vše kvalitně popsané. Vhodně navržené experimenty. Adekvátní interpretace dosažených výsledků experimentů. Přestože všechny výše zmíněné kroky jsou časově náročné, diplomantovi se podařilo projekt zrealizovat velmi rychle, což je v průmyslu jednou z priorit. Chtěla bych vyzdvihnout, že předložená práce má atributy kompletní inženýrské práce vývojáře, od návrhu konceptu, detailního designu, zpracování dokumentace, komunikace s výrobci, montáže až po zprovoznění a otestování. Graficky je práce zpracována na velmi vysoké úrovni. Bez gramatických chyb, v dobré typografické kvalitě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 166061