The preparation and characterisation of electrical properties of graphene CVD monocrystals

Chemická depozice grafenu z plynné fáze (CVD) je metoda schopná produkovat grafenové monovrstvy velkých velkých rozměrů. Část experimentální práce v rámci této diplomové práce je zaměřena na depozici a analýzu grafenových monokrys- talů připravených metodou CVD na měděném substrátu. Pro analýu grafénových domén je použito technik optické mikroskopie, elektronové mikroskopie, mikroskopie atomárních sil a Ramanovy spektroskopie. Úkolem další části je studium defektů po- zorovaných na mědi po depozici grafenu pomocí energiově disperzní rentgenové spek- troskopie. Množství těchto defektů bylo odstraněno úpravou depozičního systému ačkoliv takto nebylo dosaženo eliminování všech typů defektů. Poslední část této práce se zabývá měření elektro-transportních vlastností grafenu. Výsledky této části zahrnují měření ve vakuu se zapojeným hradlovým napětím a měření při nízkých teplotách v magnetickém poli.Chemical Vapor Deposition (CVD) of graphene is the method of graphene synthesis capable of producing predominantly single layer graphene of large area. Part of the experimental work of this thesis is focused on the deposition and analysis of single-crystalline graphene domains grown by CVD on a copper foil. These domains are analyzed by the optical microscopy, scanning electron microscopy, atomic force microscopy and Raman spectroscopy. The next part of the work was devoted to iden- tification of defects present on the Cu foil after the deposition of graphene by means of energy dispersive X-ray spectroscopy. The amount of the defects was reduced by the adjustment of the deposition system although not all types of the defects were completely removed. Electronic transport properties of deposited graphene layers were performed in the last part. The results contain measurement of graphene in vacuum with applied back gate voltage and low temperature measurement with applied magnetic field.

Selective growth of GaN on SiN

Tato bakalářská práce se zabývá selektivním růstem gallia a gallium nitridu na substrátech nitridu křemíku. Depozicí nízkoenergiových dusíkových iontů je na křemíkovém substrátu vytvořena vrstva nitridu křemíku (SiN). Na této vrstvě jsou litografickou metodou lokální anodické oxidace (LAO) připraveny oxidové struktury. Tyto substráty mohou být dále modifikovány odleptáním oxidových struktur kyselinou fluorovodíkovou. Modifikované substráty jsou použity pro depozici gallia nebo gallium nitridu v podmínkách ultravysokého vakua. Poté je studováno uspořádávání deponovaného materiálu v oblastech povrchů modifikovaných LAO. Chemické složení vrstev je studováno pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) a úhlově závislé XPS (AR-XPS), morfologie povrchů je měřena pomocí mikroskopu atomárních sil (AFM).This bachelor's thesis deals with the selective growth of gallium and gallium nitride on silicon nitride (SiN) substrates. Thin silicon nitride layers are deposited on silicon substrates. Oxide structures are prepared by the local anodic oxidation method (LAO) on SiN substrates. These surfaces can be editionally modified by etching in hydrofluoric acid. Modified substrates are used for the deposition of gallium or gallium nitride under ultra-high vacuum conditions. Consequently, ordering of deposited material was studied in areas modified by LAO. Chemical state of layers is studied by X-ray photoelectron spectroscopy. Morphology of surfaces is measured by the atomic force microscope (AFM).

Remnants of an ancient deltaretrovirus in the genomes of horseshoe aats (Rhinolophidae)

Endogenous retrovirus (ERV) sequences provide a rich source of information about the long-term interactions between retroviruses and their hosts. However, most ERVs are derived from a subset of retrovirus groups, while ERVs derived from certain other groups remain extremely rare. In particular, only a single ERV sequence has been identified that shows evidence of being related to an ancient , despite the large number of vertebrate genome sequences now available. In this report, we identify a second example of an ERV sequence putatively derived from a past deltaretroviral infection, in the genomes of several species of horseshoe bats (Rhinolophidae). This sequence represents a fragment of viral genome derived from a single integration. The time of the integration was estimated to be 11-19 million years ago. This finding, together with the previously identified endogenous in long-fingered bats (Miniopteridae), suggest a close association of bats with ancient deltaretroviruses

CO oxidation by Pt2/Fe3O4: Metastable dimer and support configurations facilitate lattice oxygen extraction

Heterogeneous catalysts based on subnanometer metal clusters often exhibit strongly size-dependent properties, and the addition or removal of a single atom can make all the difference. Identifying the most active species and deciphering the reaction mechanism is extremely difficult, however, because it is often not clear how the catalyst evolves in operando. Here, we use a combination of atomically resolved scanning probe microscopies, spectroscopic techniques, and density functional theory (DFT)-based calculations to study CO oxidation by a model Pt/Fe3O4(001) "single-atom" catalyst. We demonstrate that (PtCO)(2) dimers, formed dynamically through the agglomeration of mobile Pt-carbonyl species, catalyze a reaction involving the oxide support to form CO2. Pt-2 dimers produce one CO2 molecule before falling apart into two adatoms, releasing the second CO. Olattice extraction only becomes facile when both the Pt-dimer and the Fe3O4 support can access metastable configurations, suggesting that substantial, concerted rearrangements of both cluster and support must be considered for reactions occurring at elevated temperature

Technicko-organizační řešení požárního zásahu na nejvíce požárně nebezpečná místa v objektu OKR - Ústřední dřeviště

PrezenčníNeuvedenoNeuveden

Experimentelle Untersuchungen zur Adsorption auf Fe3O4(001) unter Verwendung von Molekularstrahlen

Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersDie heterogene Katalyse ist Teil vieler industrieller Prozesse. Typische Katalysatoren bestehen aus Metallpartikeln, die auf einem Oxidträger aufgebracht sind. Neben der Art des Metalls und des Trägers ist die Größe des Metallteilchens ein wichtiger Parameter, der die Aktivität des Katalysators bestimmt. Die Reduzierung der Partikelgröße bietet eine effizientere Nutzung des Metallmaterials sowie in einigen Fällen eine Erhöhung der Reaktivität. Die Verwendung eines isolierten Metalladatoms als aktive Stelle, stellt somit ein unteres Limit dar. Die Eigenschaften dieser Art von Materialien werden durch ein junges wissenschaftliches Feld untersucht, das typischerweise als Einzelatomkatalyse bezeichnet wird. Die Phänomene der Einzelatomkatalyse können auf fundamentaler Ebene mit oberflächenwissenschaftlichen Methoden untersucht werden, obwohl für diesen Ansatz geeignete Modellsysteme unumgänglich notwendig sind. Die Fe3O4(001) Oberfläche stabilisiert einzelne Atome bei reaktionsrelevanten Temperaturen, was sie zu einem idealen Modell für die Untersuchung der Eigenschaften einzelner Atome mit Oberflächenanalysemethoden macht. Die chemischen Eigenschaften der sauberen Fe3O4(001)-Oberfläche und der auf dieser Oberfläche adsorbierten Metalladatome sind das Thema dieser Arbeit. Magnetit (Fe3O4) ist ein für die Umwelt und die Technik wichtiger Werkstoff. Die stabilste Form des Magnetits ist Fe3O4(001), das unter Ultrahochvakuumbedingungen in eine (22)R45-Rekonstruktion formt. In dieser Arbeit werden die Adsorptionseigenschaften dieser Oberfläche durch Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) und temperaturprogrammierte Desorption (TPD) untersucht, mit dem Schwerpunkt auf einer quantitativen Auswertung der Daten. Der erste Teil der Arbeit präsentiert die Studie von CO und D2O auf der sauberen Fe3O4(001). Auf den Terrassen physorbiert CO auf der Oberfläche an den Fe-Stellen. Eine abstoßende Wechselwirkung zwischen den CO-Molekülen führt zu einer kontinuierlichen Abnahme der Desorptionsenergie mit zunehmender Bedeckung, bis die Hälfte der Oberflächen-Fe-Stellen mit CO-Molekülen bedeckt ist. Bei höherer Bedeckung werden die nächstgelegenen Fe-Stellen besetzt, was zu einem neuen Desorptionsspitzenwert bei niedrigerer Temperatur führt. CO adsorbiert an den Oberflächendefekten etwas stärker als an den üblichen Stellen, was zu mehreren Desorptionszuständen zwischen 160 K und 250 K führt. D2O adsorbiert auf Oberflächenterrassen in unterschiedlichen Deckungsregimen, was zu einer Mehrfach-Peakstruktur in den TPD-Spektren zwischen 160 K und 250 K führt. Durch die Kalibrierung der TPD-Daten fanden wir heraus, dass die Peaks für 3, 6, 8 und 9 Wassermoleküle pro Einheitszelle sättigen. Die Moleküle in den Peaks mit geringerer Bedeckung (3 Moleküle pro Einheitszelle) agglomerieren zu Wasserdimeren und Trimeren. Eines der Moleküle in jedem Dimer und Trimer ist dissoziiert. Bei höheren Bedeckungen adsorbiert das zusätzliche Wasser molekular und bildet ein wasserstoffgebundenes Netzwerk. D2O, das an den Oberflächendefekten adsorbiert wird, wird dissoziiert und desorbiert in mehreren Peaks zwischen 300 K und 560 K. Der zweite Teil der Dissertation beschäftigt sich mit CO, das an Cu, Ag, Au, Ni, Pt, Rh und Ir Adatomen an Fe3O4(001) adsorbiert ist. Für jedes Metall wird der Peak, der der Desorption von CO aus dem Adatom entspricht, durch Vergleich mit temperaturabhängigen XPS-Daten identifiziert. Darüber hinaus haben wir die thermische Stabilität der Adatome untersucht. Das Verhalten variiert von Metall zu Metall stark, und das spezifische Verhalten wird von Fall zu Fall diskutiert. Wir fanden heraus, dass Rh, Ir und Pt für die CO-Oxidation unter Verwendung des Sauerstoffs von der Oberfläche aktiv sind. Die Extraktion des Sauerstoffs ist energetisch aufwändig, so dass die CO-Oxidation nur für Adatome möglich ist, die bei hohen Temperaturen CO desorbieren. Pt stellt einen Sonderfall dar, da Pt-Adatome mobil werden, wenn sie CO bei 300 K ausgesetzt sind und (PtCO)2-Dimere bilden. Ein Teil des aus diesen Dimern desorbierten CO wird durch Extraktion des Sauerstoffs an der Oberfläche in das CO2 umgewandelt. Wir vergleichen die CO-Adsorption an den Adatomen mit der CO-Adsorption an den Metalloberflächen. Die Münzmetallgruppen-Adatome (Cu, Ag und Au) adsorbieren CO stärker als die entsprechende Metalloberfläche. Ni-Adatome hingegen absorbieren CO deutlich schwächer als das Metall. Für Rh und Ir ist die CO-Adsorptionskraft an Adatomen etwas höher als an der gestreckten Metalloberfläche. Die thermische Stabilität der Adatome wird durch eine Tendenz der Metalle zur Bildung eines stabilen Mischoxids bestimmt. Während Ag, Au und Pt Adatome nach dem Ausheizen Cluster bilden, werden Cu, Ni und Rh nach dem Ausheizen in den Träger eingebaut. Ir stellt einen Sonderfall dar, da es sich bei mittleren Temperaturen unter die Oberfläche einfügt und bei hohen Temperaturen größere Cluster bildet. Pt auf Fe3O4(001) katalysiert eine Tieftemperaturreaktion zwischen einem schwach gebundenen CO und Wasser. Produkte dieser Reaktion sind CO2 und Oberflächenhydroxyle. CO2, das in der Reaktion gebildet wird, desorbiert von der Oberfläche in zwei verschiedenen Peaks, von denen einer mit der Schnittstelle zwischen dem Träger und der Pt-Spezies und der andere mit der Reaktion auf das Pt-Adatom zusammenhängt. Eine ähnliche Reaktion wurde für Au und Rh auf Fe3O4(001) beobachtet.Heterogenous catalysis is a part of many industrial processes. Typical catalysts consist of metal particles supported on an oxide support. Next to the type of the metal and the support, the size of the metal particle is an important parameter determining the activity of the catalyst. Reducing the size of the particles offers a more efficient use of the often precious - metals as well as in some cases - an increase in reactivity. In the ultimate limit of the downsizing, the active site is formed by an isolated metal adatom. The properties of these type of materials are the topic of a recently-emerged field commonly called single-atom catalysis. The phenomena related to single-atom catalysis can be studied on a fundamental level by surface science methods, if suitable model systems are available. The surface Fe3O4(001) has been shown to stabilize single atoms at relevant temperatures, which makes it an ideal model support for studying the properties of single atoms by surface science methods. The chemical properties of the clean Fe3O4(001) surface and of metal adatoms adsorbed on this surface are the focus of this thesis. Magnetite (Fe3O4) is material important for the environment and in technology. The most stable facet of magnetite is Fe3O4(001) surface, which is terminated by a (22)R45 reconstruction when prepared under ultrahigh vacuum conditions. In this thesis, the adsorption properties of this surface were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and temperature-programmed desorption (TPD), with the emphasis on the quantitative evaluation of the data. The first part of the thesis presents the study of CO and D2O on the clean Fe3O4(001). On the terraces, CO physisorbs on the surface Fe sites. A repulsive interaction between the CO molecules leads to a continuous decrease of the desorption energy with increasing coverage until one-half of the surface Fe sites are filled by CO molecules. At higher coverages, the nearest-neighbor Fe sites start to become occupied, which results in a new desorption peak at a lower temperature. At the surface defects CO adsorbs slightly stronger than at the regular sites, leading to several desorption states between 110 and 250 K. D2O adsorbs on surface terraces in distinct coverage regimes, which gives rise to a multiple peak structure in the TPD spectra between 160 K and 250 K. By calibrating the TPD data, we found that the peaks saturate for 3, 6,8, and 9 water molecules per unit cell. The molecules in the low-coverage TPD peaks (3 molecules per unit cell) stem from agglomerates as water dimers and trimers. One of the molecules in each dimer and trimer is dissociated. At higher coverages, the additional water adsorbs molecularly and forms a hydrogen-bonded network. D2O adsorbed at the surface defects is dissociated and desorbs in several peaks between 300 K and 560 K. The second part of the thesis deals with CO adsorbed on Cu, Ag, Au, Ni, Pt, Rh, and Ir adatoms on Fe3O4(001). For each metal, the peak corresponding to the desorption of CO from the adatom is identified by comparison with temperature-resolved XPS data. In addition, we investigated the thermal stability of the adatoms. The behavior varies widely from metal to metal, and the specific behavior is discussed in a case by case basis. We found that Rh, Ir, and Pt are active for CO oxidation using O from the surface. The extraction of the O is energetically costly so the CO oxidation is only feasible for adatoms that desorb CO at high temperatures. Pt represents a special case as Pt adatoms become mobile when exposed to CO at 300 K and form (PtCO)2 dimers. Part of the CO desorbing from these dimers is converted to the CO2 by extraction of O from the surface. We compare the CO adsorption on the adatoms with the CO adsorption on the metal surfaces. The coinage metal group adatoms (Cu, Ag, and Au) adsorb CO stronger than the corresponding metal surface. Ni adatoms, on the other hand, adsorbs CO considerably weaker than the metal. For Rh and Ir, the CO adsorption strength on adatoms is slightly higher than on the extended metal surface. The thermal stability of the adatoms is determined by a tendency of the metals to form a stable oxide. While Ag, Au, and Pt adatoms form clusters after annealing, Cu, Ni, and Rh incorporate into the support after annealing. Ir represents a special case as it incorporates into the subsurface at intermediate temperatures and forms larger clusters at high temperatures. Pt on Fe3O4(001) catalyzes a low-temperature reaction between a weakly bound CO and water. Products of this reaction are CO2 and surface hydroxyls. CO2 formed in the reaction desorbs from the surface in two different peaks, one of which seems to be related to the interface between the support and the Pt species, and the other to the reaction on the Pt adatom. A similar reaction was also observed for Au and Rh on Fe3O4(001).19

Adsorption of CO on the Fe3O4(001) Surface

The interaction of CO with the Fe3O4(001)-(√2 × √2)R45° surface was studied using temperature-programmed desorption (TPD), scanning tunneling microscopy (STM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the latter both under ultrahigh vacuum (UHV) conditions and in CO pressures up to 1 mbar. In general, the CO-Fe3O4 interaction is found to be weak. The strongest adsorption occurs at surface defects, leading to small TPD peaks at 115, 130, and 190 K. Desorption from the regular surface occurs in two distinct regimes. For coverages up to two CO molecules per (√2 × √2)R45° unit cell, the desorption maximum shows a large shift with increasing coverage, from initially 105 to 70 K. For coverages between 2 and 4 molecules per (√2 × √2)R45° unit cell, a much sharper desorption feature emerges at ∼65 K. Thermodynamic analysis of the TPD data suggests a phase transition from a dilute 2D gas into an ordered overlayer with CO molecules bound to surface Fe3+ sites. XPS data acquired at 45 K in UHV are consistent with physisorption. Some carbon-containing species are observed in the near-ambient-pressure XPS experiments at room temperature but are attributed to contamination and/or reaction with CO with water from the residual gas. No evidence was found for surface reduction or carburization by CO molecules

Discovery of an endogenous Deltaretrovirus in the genome of long-fingered bats (Chiroptera: Miniopteridae)

Retroviruses can create endogenous forms on infiltration into the germline cells of their hosts. These forms are then vertically transmitted and can be considered as genetic fossils of ancient viruses. All retrovirus genera, with the exception of deltaretroviruses, have had their representation identified in the host genome as a virus fossil record. Here we describe an endogenous Deltaretrovirus, identified in the germline of long-fingered bats (Miniopteridae). A single, heavily deleted copy of this retrovirus has been found in the genome of miniopterid species, but not in the genomes of the phylogenetically closest bat families, Vespertilionidae and Cistugonidae. Therefore, the endogenization occurred in a time interval between 20 and 45 million years ago. This discovery closes the last major gap in the retroviral fossil record and provides important insights into the history of deltaretroviruses in mammals