Vývoj instrumentálního zařízení pro výzkum nanostruktur - Nováček, Zdeněk (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2025)
Disertační práce je zaměřena na vývoj zařízení určených pro studium povrchů a nanostruktur. Popisovaná metoda rastrovací sondové mikroskopie sdružuje mnoho dílčích technik, z nichž každá poskytuje různé informace o zkoumaných vzorcích. Rozlišení rastrovací sondové mikroskopie, která poskytuje trojrozměrný obraz, se pohybuje ve zlomcích nanometrů a často dosahuje i atomární úrovně. Proto je rastrovací sondová mikroskopie jednou z nejvyužívanějších metod pro výzkum objektů s nanometrovými rozměry. V práci jsou prezentovány detaily vývoje dvou rastrovacích sondových mikroskopů určených pro provoz v podmínkách ultravakua. U prvního z nich bylo navrženo a provedeno mnoho úprav, které měly za cíl zlepšit variabilitu mikroskopu, zvýšit počet podporovaných technik a v neposlední řadě přispět k uživatelskému komfortu. Druhý mikroskop je vyvíjen se zaměřením na kombinaci s dalšími analytickými metodami, především s rastrovací elektronovou mikroskopií. Nedílnou součástí rastrovacích sondových mikroskopů jsou polohovací systémy pro navádění sondy na vybrané místo vzorku. Proto se práce také věnuje výzkumu a vývoji piezokeramických lineárních motorů, které se využívají nejen v mikroskopech určených pro měření v ultra vysokém vakuu, ale také jako nanomanipulátory pro všeobecné využití. mikroskopů jsou polohovací systémy pro navádění sondy na vybrané místo vzorku. Proto se práce také věnuje výzkumu a~vývoji piezokeramických lineárních motorů, které se využívají nejen v~mikroskopech určených pro měření v~ultra vysokém vakuu, ale také jako nanomanipulátory pro všeobecné využití.

The thesis focuses on the development of instruments used for surfaces and nanostructures characterization. Individual techniques of scanning probe microscopy provide different information of the sample surface. The resolution of scanning probe microscopy, providing 3D topography information, reaches subnanometer values or even an atomic level. Therefore, the scanning probe microscopy is one of the most employed method in the field of nanotechnology. The thesis describes the details of development of two scanning probe microscopes intended for measurement under ultra high vacuum conditions. As for the first one, many changes were proposed leading to its better variability, extended functionality and increased user comfort. The second microscope is being design with the aim of its combination with other analytic techniques, especially with scanning electron microscopy. An integral part of scanning probe microscopes is a precise positioning system for navigation of the probe to the selected site. Therefore, the thesis also deals with the development of linear piezoceramic actuators used not only in the ultra high vacuum compatible microscopes but also as a general purpose nanomanipulators.
Development of Instrumental Equipment for the Characterization of Nanostructures
Keywords: rastrovací sondová mikroskopie; mikroskopie atomárních sil; výzkum nanostruktur; nanomanipulátory; lineární motor; piezokeramika; scanning probe microscopy; atomic force microscopy; characterization of nanostructures; nanomanipulators; linear motor; piezoceramics