Přístrojové vybavení Oddělení nízko-dimenzionálních systémů
A: Hlavní vybavení
Laboratoř Nanocarbon
1) Ramanův spectrometer LabRAM HR, HORIBA Jobin-Yvon
- 11 budících vlnových délek: 457, 476, 488, 514, 531, 568, 633, 647, 785, 830, 1064 nm, dostupné difrakční mřížky: 300, 600, 1200, 1800 l/mm
- Olympus BX microskop, 50x a 100x vis LWD objektiv, 50x IR LWD objektiv
- Manualní / motorizovaný XY stůl, manualní / piezo Z posun, Piezo XYZ stůl (PI 730.3CD)
- CCD detektor chlazený Peltierovým článkem/ InGaAs detektor chlazený kapalným dusíkem pro IR rozsah
- Linkam vyhřívací stůl (pokojová teplota - 1500 °C)
- Diamantová kovadlinová komora
- Elektrochemická cela pro in-situ spectroelektrochemická měření; řízení pomocí µAutolab (Ecochemie/Metrohm)
- Apparatura pro in-situ spektromechanické měření (Cantilever beam bending apparatus)
2) Ramanův spectrometer WITec alpha300 R
- 532 a 633 nm budící vlnové délky, difrakční mřížky: 600, 1200, 1800 l/mm
- Konfokální mikroskop, 50x a 100x vis LWD objektiv, 50x SWD objektiv
- Piezo XYZ stůl (200x200x20 μm)
- EMCCD detektor chlazený Peltierovým článkem
3) Nízkoteplotní cela pro Ramanovu spectroskopii
- umožňuje měření Ramanových spekter v kryostatu, za nízkých teplot a v magnetickém poli
- vložka s piezo-stolem, optická hlava pro montáž filtrů nebo polarizátorů
4) Čisté prostory pro optickou litografii
- Spin coater (LabSpin6, Süss), topná deska (Delta HP, Süss), maskový litograf (mask aligner MJB4, Süss)
- Box pro opracování kyslíkovým plazmatem (Oxygen plasma etcher, Pico, Diener)
- Naprašovačka s dvojitým terčem (Dual target sputtering machine, Q300TD, Quorum Technologies)
5) CVD (Chemical vapour deposition) aparatura pro růst grafenu
- Vysokoteplotní CVD trubková pec
- Multikanálový průtokový regulátor
6) Electronická laboratoř
- Keithley 4200-SCS (4 SMU a 4 CVU)
- Keithley 2400, Keithley 2612B, Keithley 3390, 2x Agilent 34401A, Agilent 34970A, Agilent DSO-X 2022A, Metex MS-9170, Hioki IM 3533-01 LCR meter
7) Kombinovaná UHV aparatura pro komplexní studie tenkých vrstev, mezifází a nanostruktur (SPECSR):
monochromatický zdroj rentgenového záření (hʋ=1486.6 eV), fotoelektronová spektroskopie (XPS) s mikro-fokusovaným rentgenovým svazkem (stopa od 200 m)
- ultrafialová fotoelektronová spektroskopie buzená monochomatizovaným UV zářením (He I, 21.2 eV a He II, 40.8 eV),
- hemisférický analyzátor elektronů s 2D detektorem iontů a elektronů, držák vzorků umožňující měření od nízkých teplot při různých polárních a azimutálních úhlech, mapování pásové struktury pomocí techniky ARPES,
- difrakce pomalých elektronů (LEED) pro určení povrchové struktury vzorků
- iontové dělo pro čištění povrchů
- řádkovací tunelový mikroskop kombinovaný s mikroskopem atomárních sil
8) Teplotně programovaná desorpce (TPD) s kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem (QMS 200 M1, Prisma, Pfeiffer, Austria, 1-100 AMU).
9) Fotoelektronový spektrometr nemonochromatizovaným rentgenovým zdrojem, UV zdrojem, elektronovým a iontovým dělem pro povrchovou analýzu (VG).
10) Q-switched Nd:YAG pulsní laser Nano S60-30 (Litron Lasers), 1064 nm (94 mJ), 532 nm (51 mJ), délka pulsu 6 ns.
B: Dostupné metody
1) Ramanova spectroskopie
- Ramanovské mapování
- Spektro-elektrochemická a spektro-mechanická měření
- Povrchem zesílený Ramanův rozptyl (SERS)
2) Syntéza a funkcionalizace grafenu
- CVD růst grafenu (možnost použití 13C izotopu) a jeho transfer na jiný substrát
- Fluorace grafenu pomocí XeF2
- Hydrogenace grafenu v autoklávu
- Chemical syntéza (organická, anorganická), funkcionalizace grafenu, povrchová funkcionalizace, polymerní chemie
3) Vytváření vzorů na grafenu a příprava kovových kontaktů pomocí optické litografie
4) Měření elektrických vlastností materiálů
- Testovací systém s mikromanipulátory pro I-V a C-V charakteristiky
- Regulátory průtoku plynů a směšovací plynové jednotky
- Plynové a mikrofluidní reaktory pro charakterizaci senzorů
5) Fotoelektronová spektroskopie (XPS) pevných látek
6) Ultrafialová fotoelektronová spektroskopie (UPS) povrchů
7) Mapování pásové struktury povrchů pevných látek a tenkých vrstev pomocí úhlově rozlišené fotoelektronové spektroskopie (ARPES)
8) Teplotně programovaná desorpce (TPD)
9) Difrakce pomalých elektronů (LEED)
10) Pulsní laserová depozice v plynech nebo kapalinách (PLD)
11) Metody syntézy nanomaterialů:
- lyofilizace (spray freezing-freeze drying approach), hydrotermalní synteza pomocí mikrovlného záření, solvotermální metoda, syntéza na pevné fázi (solid-state approach)
12) Metody electrochemické charakterizace:
- konvenční voltametrické techniky, RRDE, FRA, Electrochemická mikrováha (EQCM) (8712ET RF Network Analyzer, Agilent Technologies)
13) Metody pro určení struktury a morfologie:
rentgenová difrakce, řádkovací elektronová mikroskopie, rentgenová fluorescenční analýza EDXS, elektronová difrakce zpětně odražených elektronů
C: Pomocné vybavení
1) Napařovačka pro kovy, Oxford Instruments
2) Termogravimetr STA449F1 (Netzsch) spojený s hmotnostním spektrometrem (Anamet)
- umožňuje měřit termogravimetrii a diferenční skenovací kalorimetrii
- možnost měření v kyslíkové nebo inertní atmosféře
3) Fluorescenční spektrometr Fluorolog 3, HORIBA Jobin-Yvon
- excitační zdroj: xenonová lampa / KOHERAS Supercontinuum Laser
- 3 detektory pro UV-Vis, blízké IR, střední IR
- Olympus BX microskop
4) Napařovadlo pro organické materiály
- přepínatelná dvou-kelímková efuzní cela Dr. Eberl MBE-Komponenten
- Pfeifer HiPace 80 turbomolekulární vývěva (~10-7 mbar)
- Inficon XTC/3 řídící jenotka pro depozici tenkých vrstev, 2"-Wafer Ta topná deska
5) Chemická laboratoř
- Automatizovaný reaktor Donau Lab EC UR 200, Karl-Fisher coulometrický titrátor, bodotávka, rotační napařovadlo, vakuová a vysokotlaká nádoba
5) See System (Advex Instruments, Czech Republic) pro měření kontaktního úhlu a určení povrchové energie
- Statický (metoda přisedlé, sedící kapky) a dynamický mód měření může být použitý díky injekční pumpě (New Era Pump System, Inc., USA)
6) Potenciostaty
-PGSTAT 30, Metrohm Autolab a Solartron 1286Model
7) Různé typy pecí
- Trubková pec (Nabertherm), temploty: 30 -3000°C, muflová pec, pec s kontrolou vlhkosti
8) Laboratorní centrifuga (ZP3, Chirana)
9) Laboratorní pec (UM100, Memmert)
10) Hydraulický lis (H-62, Trystom, Olomouc)
11) Ultrazvuková čistička (Teson 4, Tesla)
