Language
  • en
  • cs
Bachelor thesis

Study of metal surfaces in operando conditions by means of near-ambient-pressure scanning tunneling microscopy

Description in Czech

Povrchy kovů jsou na atomární úrovni jedny z nejvíce prozkoumaných tříd systémů. Tyto povrchy se častokrát využívají v průmyslově důležitých chemických reakcích (například v heterogenní katalýze), nebo slouží jako podklad pro růst dalších nanostruktur. Studium kovových povrchů na atomární úrovni se doposud provozovalo buď ve velmi zjednodušených podmínkách ultra-vysokého vakua, nebo na rozhraní kov/kapalina. V praxi ale chemické reakce probíhají za vysokých tlaků plynů a za zvýšené teploty.

V nedávném období se ukázalo, že i jednoduché a relativně inertní kovové povrchy, které byly dlouho používané například ve studiích modelových katalyzátorů, mění svou strukturu pod vlivem zvýšeného tlaku plynů [1, 2, 3] a pod vlivem zvýšené teploty (za operando podmínek). Například katalyticky aktivní povrch platiny (111) hrubne a výrazně rekonstruuje [1, 3]. Tyto změny mají zásadní vliv na chemické reakce probíhající na povrchu.

Náplní této práce bude zkoumání vlivu zvýšeného tlaku jednoduchých plynů (O2, CO, H2 …) a vlivu zvýšené teploty na strukturu kovových povrchů (Pt, Cu, Fe, …). Tlakem a teplotou indukované změny povrchů budou zkoumané pomocí vysokotlaké skenovací tunelové mikroskopie (NAP-STM) a vysokotlaké rentgenové fotoelektronové spektroskopie (NAP-XPS). Výsledky práce budou sloužit jako základ pro další studium složitějších struktur na těchto površích za operando podmínek.

Zásady pro vypracování

  1. Bibliografická rešerše.
  2. Seznámení se s experimentální metodou NAP-STM.
  3. Příprava čistých kovových povrchů v ultra-vysokém vakuu.
  4. Charakterizace připravených vzorků za přítomnosti různých plynů pomocí NAP-STM.
  5. Vyhodnocení výsledků.
  6. Sepsání bakalářské práce.

Literatura

  1. Tao F. et al., Science 327, 850-853 (2010)
  2. Eren B. et al., Science 351, 475−478 (2016)
  3. Tao F., Crozier P. A., Chem. Rev. 116, 3487−3539 (2016)
  4. Kittel, Charles, Introduction to Solid State Physics, Wiley (2004)
Supervisor

Dr. Peter Matvija

Asisstant Professor
peter.matvija@mff.cuni.cz
+420-95155-2749
+420-95155-2671
People detail
Student

Petr Dlabaja

Bachelor Student
People detail

Lectures, interesting facts and information in the field of nanomaterials and hydrogen technology.