Použití iontových svazků ke studiu a modifikaci 2D alotropů uhlíku a polymerů.

Josef NOVÁK

Bachelor's thesis

Study and modification of 2D carbon allotropes and polymers by ion beams.

Abstract:

Grafén oxid (GO), 2D derivát uhlíku se intenzivně studuje pro své unikátní vlastnosti a potenciální využití v oblasti nano-kompozitů, solárních článků, dotykových panelů, transparentních elektrod, super-kondenzátorů a pro přípravu mikro- či nano- elektronických a optických zařízení. Dokonalá syntéza a ovládnutí vlastností GO otevírá cestu k přípravě nových vysoce sofistikovaných materiálů. Dalším materiálem, který byl studován v této práci je polymetylmetakrylát (PMMA), který je známý pod názvem plexisklo. Rozšířená popularita PMMA souvisí s jeho schopností vytvářet podobně jako GO mikro- a nano- struktury s vysokým rozlišením. Cílem bakalářské práce byla modifikace GO a PMMA vzorků svazkem C iontů o energii 5 MeV a příprava mikrokondenzátorů iontovou litografií s C ionty o energii 5 MeV. Kvalita a morfologie připravených struktur byla studována pomocí metod SEM, AFM a změna prvkového složení metodami RBS, ERDA, XPS, EDS a Ramanovy spektroskopie s následným měřením kapacity a elektrické vodivosti. Zkoumán byl vliv dvou odlišných iontových fluencí C iontů a délka jednotlivých elektrod na kapacitu připravených mikrokondenzátorů.

Abstract:

Graphene oxide (GO), 2D carbon allotrope, is intensively studied for their unique properties and potential use in the field of nano-composites, solar cells, touch panels, transparent electrodes, super-capacitors and for the preparation of micro- or nano-electronic and optical devices. Perfect synthesis and control of GO properties open the way to the preparation of new highly sophisticated materials. Another material that will be studied in this work is Polymethyl methacrylate (PMMA), which is known as plexiglass. The widespread popularity of PMMA is related to its ability to create high-resolution micro- and nano-structures. The aim of the bachelor thesis is the modification of GO and PMMA samples by a beam of C ions with energy 5 MeV and the preparation of microcapacitors by ion lithography with C ions with energy 5 MeV. The quality and morphology of the prepared samples was studied using SEM and AFM methods and the change in elemental composition will be determined by RBS, ERDA, XPS, EDS and Raman spectroscopy method with subsequent measurement of capacity and electrical capacitance. The influence of two different ion fluences of C ions and the length of individual electrodes on the capacity of prepared microcapacitors will be investigated.

Keywords

polymetylmetakrylát, iontová implantace, iontové mikrostrukturování

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 6. 2021

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Petr Malinský, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Physics / Applied Nanotechnology