Elektrotechnický ústav SAV, v. v. i.
Názov témy
Optimalizácia prípravy heteroštruktúr na báze grafénu a TMD
Program DŠ
Fyzikálne inžinierstvo
Rok prijímania
2024
Meno školiteľa/-ky
Mgr. Michaela Sojková, PhD.
Kontakt:
Prijímajúca škola
Fakulta elektrotechniky a informatiky STU
Stručná anotácia
Na rozdiel od polokovového grafénu, niektoré dvojrozmerné dichalkogenidy prechodných kovov (TMD) vykazujú polovodičové vlastnosti, ktoré ponúkajú zaujímavé aplikácie v mnohých oblastiach (elektronika, senzorika). Pre aplikáciu TMD materiálov je však limitujúcim faktorom malá kryštalinita vrstiev a rýchla chemická degradácia vplyvom vonkajšieho prostredia. Jedným z riešení problému degradácie je použitie ochrannej vrstvy tvorenej materiálom, ktorý je dokonale izolačný (napr. grafén, h-BN).
V rámci dizertačnej práce navrhujeme riešenie založené na jednoduchej myšlienke vyrobiť TMD materiál pod grafénom. Takáto dvojrozmerná heteroštruktúra bude pripravená v jednom kroku, kde je tenká kovová vrstva pokrytá vrstvou oxidu grafénu a následne žíhaná v prítomnosti chalkogénu. Počas žíhania sa vytvára vrstva TMD, zatiaľ čo oxid grafénu sa redukuje na grafén. Grafén bude slúžiť ako ochranná vrstva a zabráni oxidácii/rozkladu materiálu TMD. To môže umožniť výrobu inak nestabilného materiálu TMD, ako je NbSe2 alebo TaS2. Budeme študovať, ako grafénová vrstva na povrchu kovu ovplyvní kryštalinitu a priestorovú orientáciu finálnych TMD vrstiev. Navyše, tieto heteroštruktúry v kombinácii s vhodnou izolačnou spodnou vrstvou (SiO2, h-BN) môžu byť vhodné pre viaceré aplikácie.
Práca bude zameraná na optimalizáciu prípravy TMD-grafén heteroštruktúr s využitím ultratenkých vrstiev rôznych typov 2D TMD materiálov (PtSe2, MoS2, NbSe2, TaS2). Budeme sledovať vplyv parametrov prípravy heteroštruktúr na ich vlastnosti. Pripravené heteroštruktúry budú skúmané pomocou RTG difrakčnej analýzy, RTG fotoelektrónovej spektroskopie (XPS), Ramanovej spektroskopie, optických meraní, meraní elektrických vlastností a ďalšími analýzami.
Práca bude realizovaná na ElÚ SAV, ktorý disponuje potrebnými technologickým a charakterizačným zariadením. Doktorand získa univerzálne zručnosti s množstvom experimentálnych metód a bude aktívne zapojený do spolupráce v rámci niekoľkých projektov.
V rámci dizertačnej práce navrhujeme riešenie založené na jednoduchej myšlienke vyrobiť TMD materiál pod grafénom. Takáto dvojrozmerná heteroštruktúra bude pripravená v jednom kroku, kde je tenká kovová vrstva pokrytá vrstvou oxidu grafénu a následne žíhaná v prítomnosti chalkogénu. Počas žíhania sa vytvára vrstva TMD, zatiaľ čo oxid grafénu sa redukuje na grafén. Grafén bude slúžiť ako ochranná vrstva a zabráni oxidácii/rozkladu materiálu TMD. To môže umožniť výrobu inak nestabilného materiálu TMD, ako je NbSe2 alebo TaS2. Budeme študovať, ako grafénová vrstva na povrchu kovu ovplyvní kryštalinitu a priestorovú orientáciu finálnych TMD vrstiev. Navyše, tieto heteroštruktúry v kombinácii s vhodnou izolačnou spodnou vrstvou (SiO2, h-BN) môžu byť vhodné pre viaceré aplikácie.
Práca bude zameraná na optimalizáciu prípravy TMD-grafén heteroštruktúr s využitím ultratenkých vrstiev rôznych typov 2D TMD materiálov (PtSe2, MoS2, NbSe2, TaS2). Budeme sledovať vplyv parametrov prípravy heteroštruktúr na ich vlastnosti. Pripravené heteroštruktúry budú skúmané pomocou RTG difrakčnej analýzy, RTG fotoelektrónovej spektroskopie (XPS), Ramanovej spektroskopie, optických meraní, meraní elektrických vlastností a ďalšími analýzami.
Práca bude realizovaná na ElÚ SAV, ktorý disponuje potrebnými technologickým a charakterizačným zariadením. Doktorand získa univerzálne zručnosti s množstvom experimentálnych metód a bude aktívne zapojený do spolupráce v rámci niekoľkých projektov.