Témy doktorandského štúdia

Elektrotechnický ústav SAV

Názov témy
Sledovanie vplyvu dopovania na vlastnosti ultratenkých vrstiev 2D materiálov
Program DŠ
Fyzikálne inžinierstvo
Meno školiteľa
Mgr. Michaela Sojková, PhD. ()
Prijímajúca škola
Fakulta elektrotechniky a informatiky STU
Stručná anotácia
Objav grafénu stimuloval rozsiahly výskum iných 2D materiálov. 2D štruktúra určuje elektronické vlastnosti, ktoré môžu vykazovať korelované elektronické javy, ako sú vlny hustoty náboja a supravodivosť. Najmä dichalkogenidy prechodných kovov (TMD) so všeobecným vzorcom MX2, kde M je prechodný kov (Mo, W a tak ďalej) a X je chalkogén (S, Se alebo Te), priťahujú veľkú pozornosť vďaka svojej vrstevnatej štruktúre a polovodičovým vlastnostiam. Tieto vrstvené materiály vykazujú mnoho charakteristických vlastností, ako je vynikajúca flexibilita, znížená pohyblivosť nosičov náboja a elektronické a optické vlastnosti závislé od počtu vrstiev. Vďaka tomuto sú 2D TMD materiály vhodné pre rôzne aplikácie, ako napríklad field effect tranzistory (FET), fotodetektory, fotovoltaické články, svetelné diódy či katalyzátory. Je známe, že lítiom dopovaný MoS2 má potenciál na zlepšenie technológie lítium-iónových batérií.
Práca bude zameraná na prípravu dopovaných ultratenkých vrstiev 2D materiálov, konkrétne dichalkogenidov prechodných kovov. Použitá bude dvojkroková metóda, pri ktorej sa najskôr deponujú tenké vrstvy kovov alebo ich oxidov pomocou magnetrónového naprašovania alebo pulznej laserovej depozície. V druhom kroku sa tieto vrstvy žíhajú v prítomnosti pár síry alebo selénu (tzv. sulfurizácia / selenizácia). Budeme sledovať vplyv dopantu na štruktúrne, optické a elektrické vlastnosti vrstiev 2D materiálov. Pripravované budú viaceré typy TMD (MoS2, PtSe2, NbSe2...), na dopovanie budú využité viaceré katióny a ich kombinácie (Li+, Na+). Pripravené vrstvy 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.