The deposition of Ga and GaN nanostructures on silicon and graphene substrate

Tato diplomová práce se zabývá studiem vlastností GaN nanokrystalů a Ga struktur na povrchu křemíkového a grafenového substrátu. V teoretické části této práce jsou popsány základní vlastnosti jak Ga/GaN a grafenu, tak také jejich použití či spojení obou struktur v různých zařízeních. Na několika aplikacích je také diskutována schopnost kovových nanočástic zesilovat nejen fotoluminiscenční vlastnosti díky interakci materiálu s povrchovými plazmony. Experimentální část práce se nejprve zabývá výrobou a charakterizací grafenu připraveného pomocí chemické depozice z plynné fáze. Růst Ga/GaN na obou typech použitého substrátu byl proveden v UHV aparatuře pomocí efúzní cely pro depozici Ga a iotově atomárního zdroje pro nitridaci. Vytvořené struktury byly charakterizovány pomocí různých metod (XPS, SEM, AFM, Ramanova spektroskopie či fotoluminiscence). Vytvořené nanokrystaly GaN byly v posledním kroku ještě pokryty ostrůvky Ga, pro studium fotoluminiscenčního zesílení.The thesis is focused on the study of properties of GaN nanocrystals and Ga structures on the surface of silicon and graphene substrate. In the theoretical part of this thesis, the basic properties of Ga/GaN and graphene are described, as well as their applications or connection of both structures together in different devices. The ability of metal nanoparticles to enhance not only photoluminescence, due to the interaction of the material with surface plasmons, is also shown in several examples. The experimental part of the work first deals with the production and characterization of graphene sheets prepared by Chemical Vapor Deposition. Ga/GaN growth on both types of substrates was performed in a UHV chamber using an effusion cell for Ga deposition and an atomic ion source for nitridation. Prepared structures were characterized using various methods (XPS, SEM, AFM, Raman spectroscopy or photoluminescence). In the last step, GaN nanocrystals were coated with Ga islands to study the photoluminescence enhancement.