Teoretické studium rentgenové fotoelektronové spektroskopie 2D materiálů

Bc. Radim MACH

Diplomová práce

Theoretical study of X-ray photoelectron spectroscopy of 2D materials

Anotace:

Rentgenová fotoelektronová spektroskopie je jednou z nejpoužívanějších metod k charakterizaci materiálů. Cílem práce bylo pomocí teoretických výpočtů určit hodnoty vazebných energií 1s elektronů pro atomy ve funkčních skupinách navázaných na grafen a tím usnadnit jejich identifikaci v experimentálních spektrech. Výpočet byl proveden v programu FHI aims, který užívá teorii funkcionálu hustoty a modeluje všechny elektrony systému včetně jaderných na bázi numerických lokalizovaných orbitalů. Byly vypočteny hodnoty energií 1s elektronů pro vybrané prvky v materiálech jako grafen a jeho deriváty (kyanografen, grafenová kyselina, kyslíkaté skupiny na grafenu). Podrobně byl studován grafen dopovaný dusíkem a na závěr parciálně fluorované grafeny, kde jsme zjistili růst C 1s energie se zvyšujícím se počtem atomů fluoru.

Abstract:

X-ray photoelectron spectroscopy is very important technique used for the characterisation of materials. This diploma thesis was focused on theoretical calculations of the binding energy of core electrons in atoms from functional groups attached to graphene to facilitate their identification in experimental spectra. The calculations were performed using the program package FHI aims, which is an all-electron density functional theory code utilizing numerical localized orbitals. We calculated the binding energies of 1s electrons for various elements in materials such as graphene and its derivatives (cyanographene, graphene acid, oxygen containing functional groups on graphene). We investigated in detail nitrogen doped graphene and finally we investigated partially fluorinated graphene, where we observed an increase of C 1s energy for increasing coverage by fluorine atoms.

Klíčová slova

Rentgenová fotoelektronová spektroskopie, teorie funkcionálu hustoty, dusíkem dopovaný grafen, FHI aims

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Petr Lazar, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Chemie / Materiálová chemie