Optimalizace zařízení pro měření studené emise elektronů z povrchu GaN nanokrystalů

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a optimalizací zařízení pro měření studené emise z nitrid galliových (GaN) nanokrystalů. Jako úvod do problematiky je provedena rešerše na téma autoemise elektronů se zaměřením na GaN. Následně byly v rámci práce navrženy, zkonstruovány a optimalizovány dvě varianty měřicího zařízení pro účely měření autoemisních vlastností. První úspěšné testování bylo provedeno během optimalizace na nanodrátech oxidu zinečnatého (ZnO). Zároveň s testováním probíhala příprava GaN nanokrystalů metodou molekulární svazkové epitaxe (MBE) na křemíkovém substrátu Si(111) s 2 nm oxidu křemičitého SiO2 a na měděném substrátu pokrytém grafenem. V poslední kapitole práce jsou uvedeny výsledky měření emise elektronů GaN nanokrystalů pomocí navrženého zařízení. Hodnoty studené emise jsou na závěr porovnány s dosavadním výzkumem v dané oblasti, což dokázalo dobré autoemisní vlastnosti GaN nanokrystalů na měděném substrátu pokrytém grafenem.This diploma thesis deals with the design and optimization of the device for measurement of field emission from gallium nitride (GaN) nanocrystals surface. The first part of the thesis is the topic review, which contains the introduction to the problematics of field emissio focused on GaN. Then there were designed, constructed and optimized two versions of the device for the measurement of field emission. Through the optimization phase, the first successful test has been performed with zinc oxide (ZnO) nanowires. Simultaneously GaN nanocrystals were fabricated on the silicon substrate Si(111) with 2 nm of silicon dioxide SiO2 and also on the copper foil covered by graphene by molecular beam epitaxy (MBE). In the last chapter, there are presented the results of the measurement for emission of GaN nanocrystals. Finally, this study is comparing results with the current research in the area of field emission, which displays the improved characteristics for field emission of GaN nanocrystals on the copper foil covered by graphene.