but.committee	prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Vladimír Kolařík, Ph.D. (člen) RNDr. Jan Kunc, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Vladimír Čech, Ph.D. (člen) prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D. (člen) doc. RNDr. Petr Mikulík, Ph.D. (člen)	cs
but.defence	Uchazeč obhájil DDP.	cs
but.jazyk	čeština (Czech)
but.program	Fyzikální a materiálové inženýrství	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Bartošík, Miroslav	cs
dc.contributor.author	Švarc, Vojtěch	cs
dc.contributor.referee	Kunc,, Jan	cs
dc.contributor.referee	Kolařík, Vladimír	cs
dc.date.created	2024	cs
dc.description.abstract	Přítomnost molekul vody silně ovlivňuje funkci biosenzorů v roztocích a senzorů plynů v běžné atmosféře obsahující vzdušnou vlhkost. Molekuly vody urychlují pohyb náboje na povrchu izolujících částí, způsobují hysterezi senzorů a ovlivňují stabilitu, odporovou odezvu a citlivost senzorů. Proto je důležité porozumět chování pohybu náboje ovlivněného vodou na povrchu senzorů. Pro lepší pochopení chování senzorů a jejich blízkého okolí při kontrolované vlhkosti využívá tato práce měření transportních vlastností a souběžné měření makroskopické odporové odezvy s mapováním lokálního povrchového potenciálu pomocí Kelvinovy silové mikroskopie (KPFM). Jako zvolený model byly vyrobeny a optimalizovány 2D grafenové struktury ve tvaru Hall baru v architektuře polem řízeného tranzistoru (FET). Výsledky ukazují, že šíření náboje z hlavního grafenového kanálu do jeho izolujícího okolí exponenciálně roste s relativní vlhkostí. Množství tohoto unikajícího náboje je možné dále ladit napětím na hradle FET senzoru. Další poznatky ukazují, že náboj difundující do přilehlých SiO2 částí ovlivňuje vodivost hlavního kanálu grafenu pouze minimálně. Souběžné měření rezistivity a KPFM na senzorech na bázi grafenu prohlubuje znalosti o vlivu vody na aktivní části senzoru a na difúzi náboje na pasivních izolujících částech. Tyto poznatky by mohly by být přínosné při budoucím návrhu tvarů struktur aktivních částí senzoru a povrchových uprav izolujících částí.	cs
dc.description.abstract	The presence of water molecules strongly influences the function of solution-based biosensors and ambient operating gas sensors. Water molecules accelerate the charge diffusion on the surface of insulating parts, induce sensor hysteresis, and affect sensors' stability, resistance response, and sensitivity. Therefore, it is essential to understand the behaviour of charge motion influenced by water on the sensor surface. To better understand sensor behaviour and its immediate surroundings under controlled humidity, this study utilizes measurements of transport properties and simultaneous measurement of macroscopic resistance response with mapping of the local surface potential using Kelvin probe force microscopy (KPFM). As a chosen model, the 2D graphene Hall bar structure in the field-effect transistor (FET) architecture was fabricated and optimized. The results indicate that the charge dissipation from the main graphene channel to its insulating surroundings exponentially increases with relative humidity. The amount of this leakage charge can be further tuned by the gate voltage of the FET sensor. Further findings show that the charge diffusing into adjacent SiO2 parts minimally influences the conductivity of the graphene main channel. Simultaneous measurements of resistivity and KPFM on graphene-based sensors deepen the understanding of water's impact on the sensor's active parts and the diffusion of charge on passive insulating parts. These findings could benefit future designs of active graphene parts of the sensor and surface modifications of its insulating parts.	en
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	ŠVARC, V. Aplikace Kelvinovy silové mikroskopie na dvourozměrných strukturách [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.	cs
dc.identifier.other	154804	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/249176
dc.language.iso	cs	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	Kelvinova silová mikroskopie	cs
dc.subject	KPFM	cs
dc.subject	mikroskopie atomárních sil	cs
dc.subject	grafen	cs
dc.subject	Hall bar	cs
dc.subject	povrchový potenciál	cs
dc.subject	polem řízený tranzistor	cs
dc.subject	povrchová vodivost.	cs
dc.subject	Kelvin Probe Force Microscopy	en
dc.subject	KPFM	en
dc.subject	Atomic Force Microscopy	en
dc.subject	Graphene	en
dc.subject	Hall Bar	en
dc.subject	Surface Potential	en
dc.subject	Field Effect Transistor	en
dc.subject	Surface Conductivity.	en
dc.title	Aplikace Kelvinovy silové mikroskopie na dvourozměrných strukturách	cs
dc.title.alternative	Application of Kelvin Probe Force Microscopy on Two-Dimensional Structures	en
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2024-06-25	cs
dcterms.modified	2024-06-26-14:27:22	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta strojního inženýrství	cs
sync.item.dbid	154804	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2025.03.27 16:19:47	en
sync.item.modts	2025.02.26 05:32:20	en
thesis.discipline	Fyzikální a materiálové inženýrství	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav fyzikálního inženýrství	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

Aplikace Kelvinovy silové mikroskopie na dvourozměrných strukturách

Files

Original bundle

Collections