|
|
Nanostructures for advanced plasmonic applications
Kejík, Lukáš ; Brzobohatý,, Oto (oponent) ; Dostálek,, Jakub (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Plasmonics, characterized by the coupling of free electron oscillations in metals with electromagnetic waves, has come to the forefront with advancements in nanotechnology. This synergy results in remarkable properties of nanoscale objects, characterized by confined and enhanced electromagnetic fields. These features pave the way for a wide array of nanostructure applications, spanning biosensing, emission enhancement, solar energy harvesting, and optical component substitution. This dissertation is centered on the application of plasmonic nanostructures, primarily focusing on planar optical components known as metasurfaces. Additionally, it explores their use in photocatalytic applications, harnessing the energetic hot charge carriers generated through plasmonics. The dissertation begins with an introduction to the theoretical foundations of plasmonics, highlighting key parameters governing plasmonic properties and providing an overview of its most compelling applications. Subsequently, it comprises four experimental sections which show the utilization of plasmonic nanostructures for various purposes, including the phase of light control, dynamic metasurfaces, investigations of inner crystallinity effects, and the utilization of hot charge carriers in photoelectrochemical systems. These studies share a common theme of employing advanced or less conventional materials, such as vanadium dioxide or transition metal dichalcogenides, within the realms of plasmonics and nanotechnology.
|
|
|
Tlustovrstvé senzory pro detekci těžkých kovů
Gajdoš, Libor ; Majzlíková, Petra (oponent) ; Prášek, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá možnostmi stanovení koncentrace těžkých kovů v roztocích diferenční pulzní volumetrií s pomocí tříelektrodových elektrochemických tlustovrstvých senzorů. V teoretické části je popsána technologie tlustých vrstev, typy a složení tlustovrstvých past. Dále pak úvod do elektrochemie a elektroanalytických metod měření. Práce také obsahuje základní informace o třech měřených těžkých kovech – kadmium, olovo a měď. Praktická část práce se zabývá měřením na uhlíkových pracovních elektrodách určených pro tlustovrstvé elektrochemické senzory v roztoku obsahujícím kademnaté, olovnaté a měďnaté ionty. Je zde stanoven detekční limit a citlivost těchto senzorů. Závěr práce obsahuje zhodnocení zjištěných výsledků a porovnání výsledků s hygienickými limity.
|
|
|
Reaktivita a úprava vlastností kovových materiálů
Tkacz, Jakub ; Šoukal, František (oponent) ; Zmrzlý, Martin (vedoucí práce)
Tato práce se zaměřuje na protikorozní ochranu hořčíkových slitin AZ 91. Zvláštní zřetel se přikládá korozi materiálů v některých prostředích a v neposlední řadě také povrchovým úpravám materiálů, kterými jsou broušení, leštění a leptání. Teoretická část této práce se zabývá slitinami hořčíku a hořčíkem jako takovým. Sleduje jejich vlastnosti, ze kterých se pak snaží určit nejlepší postup protikorozní ochrany. Charakterizuje korozi materiálů- např. korozi v některých prostředích (v atmosféře, vodě, atd.) nebo korozi v elektrolytech. Značná část teoretické části je zaměřena právě na téma elektrochemie, především na její kinetické aspekty (Tafelovy diagramy, korozní proud, aj.) a potenciostatické testování, kde sleduje vlastnosti materiálů ve vztahu k potenciálu: korozní potenciál Ecorr, brakedown potenciál Ebd a repasivační potenciál Erp. Popsány jsou také druhy protikorozní ochrany, jejich přípravy, využití a pozitiva (popř. negativa). Důležitou částí teoretické části je metalografie, díky které se materiál připravuje ke zpracování. Jsou zde nastíněny postupy lisování, broušení, leštění, leptání a vyhodnocení materiálu. Experimentální část této práce se zabývá především korozními vlastnostmi hořčíkových slitin AZ 91. Zaměřuje se hlavně na výpočet korozní rychlosti v daných prostředích, na základě hmotnostních úbytků sledované slitiny. Sledovanými prostředími jsou: destilovaná voda, teplá užitková voda (TUV) a roztok 3% NaCl (simulace mořské vody). V neposlední řadě jsou důležité postupy zpracování materiálů pro vyhodnocení, kde se klade důraz na výběr smáčedla pro danou aplikaci, složení roztoků pro leptání a doba leptání. Neméně důležité jsou také výběr správného leštícího kotouče, smáčedla a správný přítlak. Díky všem těmto aspektům mohou být v experimentální části znázorněny účinky jednotlivých prostředí na materiál slitiny AZ 91, a to formou fotografií opracovaných vzorků.
|
|
|
Pozorování povrchu elektrody olověného akumulátoru mikroskopem atomárních sil AFM
Bouška, Marek ; Máca, Josef (oponent) ; Bača, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na in situ pozorování záporné elektrody olověného akumulátoru pomocí mikroskopu atomární sil AFM. Rozebrána jsou témata olověného akumulátoru, mikroskopie atomárních sil, cyklické voltametrie a dosavadní in situ pozorování olověného akumulátoru pomocí AFM. Stěžejním úkolem této práce je pak sestavit experimentální články, provést in situ pozorování povrchu záporné elektrody olověného akumulátoru a vyhodnotit, zda je tato metoda vhodná ke zkoumání záporné elektrody olověného akumulátoru.
|
|
|
Plazmonicky aktivní elektrochemické elektrody na bázi nanotrubic sulfidu wolframičitého pokrytých zlatými nanočásticemi
Salajková, Zita ; Daňhel,, Aleš (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Při dopadu elektromagnetické vlny na kovovou nanostrukturu dochází za určitých podmínek k jejímu svázání s kmity elektronů a ke vzniku tzv. povrchových plazmonových polaritonů. Při nezářivém zániku těchto kolektivních oscilací dochází k excitaci nosičů náboje, které pak mají na krátký čas mnohem větší energii, než jaká by jim příslušela čistě na základě teploty nanostruktury. Tyto tzv. horké elektrony a díry nacházejí svoje využití ve fotochemických aplikacích, například v reakcích probíhajících na fotoaktivních elektrodách, kde horké elektrony fungují jako katalyzátory. Při výrobě těchto elektrod se nabízí využít zlatých nanočástic, které díky vybuzení plazmonů vykazují ve viditelné nebo blízké infračervené oblasti výrazně (rezonančně) zesílenou absorpci, což by např. mohlo zefektivnit využití solární energie. Tato práce se zabývá elektrochemickými experimenty, které mají sloužit k objasnění principů fotochemických reakcí za přítomností horkých elektronů v našem modelovém systému. Ten je tvořen skleněnými elektrodami s vrstvou cínem dopovaného oxidu inditého pokrytého nanotrubkami ze sulfidu wolframičitého, které na sobě nesou zlaté nanočástice a elektrolytem obsahujícím redoxní komplexy. Porovnání chronoamperometrických měření na jednotlivých součástech tohoto systému ukazuje, že excitace plazmonických nanočástic skutečně vede ke vzniku fotoproudu a že elektrochemické metody mohou sloužit k analýze fotochemických reakcí katalyzovaných horkými elektrony.
|
|
|
Optimalizace elektrochemického senzoru pro měření v kapce
Gajdoš, Libor ; Pekárek, Jan (oponent) ; Prášek, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá modifikací standardního tlustovrstvého elektrochemického senzoru tak, aby na něm bylo možno provádět detekci z kapky. V teoretické části je popsána technologie tlustých vrstev, typy a složení tlustovrstvých past. Práce pokračuje teorií o smáčivosti povrchů a úvodem do elektrochemie a elektroanalytických měřicích metod. Praktická část práce se zabývá tiskem různých druhů tlustovrstvých past na keramické substráty pro stanovení jejich smáčivostí, následnou modifikací senzorů pomocí izolační tlustovrstvé pasty a napařováním Parylenu a také základním elektrochemickým proměřením z kapky pomocí těchto modifikovaných senzorů. V závěru práce je uvedeno zhodnocení naměřených výsledků.
|
|
|
Použití kovových a polovodičových nanostruktur pro biodetekci
Kejík, Lukáš ; Skládal, Petr (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá dvěma způsoby aplikace zlatých diskových nanostruktur vykazujících plazmonové rezonance pro biodetekci. První část se týká detekce změny fáze na plazmonických anténách pomocí koherencí řízeného holografického mikroskopu. Bylo zjištěno, že změna fáze se zvýrazňuje s rostoucí vlnovou délkou osvitu, kdy je buzena plazmonová rezonance na anténách větších rozměrů. Dále byla prokázána citlivost fáze na změnu indexu lomu okolního prostředí, přičemž největší fázová změna nastala pro antény v rezonanci s vlnovou délkou osvitu. Druhá část práce se týká kombinace optické spektroskopie detekující plazmonové rezonance a voltametrie charakterizující elektrochemickou aktivitu. V této části byl pozorován postupný posuv rezonanční vlnové délky v přítomnosti SSC pufru, avšak tento vliv je s časem stále menší. Provedené experimenty také ukázaly nevhodnost užití kyslíkového plazmatu k čištění povrchu vzorku, protože způsobuje oxidaci kovů včetně zlata.
|
|
|
Příprava a charakterizace mikro-referenčních elektrod pro bioelektronické systémy
Florian, Vojtěch ; Glowacki, Eric Daniel (oponent) ; Ehlich, Jiří (vedoucí práce)
Předmětem této práce byla konstrukce a měření dlouhodobé stability mikro-referentních elektrod na bázi anodizovaných Ag drátů a Ti drátů s Ag/AgCl pastou. V rámci této práce byl také sestrojen měřicí aparát, pomocí něhož byla dlouhodobá stabilita měřena. V dnešní době jsou na trhu dostupné komerční referentní elektrody. Tyto komerční produkty se vyznačují především výbornou dlouhodobou stabilitou, ale jsou příliš velké a drahé pro využití v bioelektronických systémech. Ve vědecké komunitě proto dochází v posledních letech o pokusy miniaturizace referentních elektrod. Bez nich není možné provádět velkou část elektrochemických měření. Na základě měření dlouhodobé stability bylo zjištěno, které ze zkoumaných vzorků splňují požadavky pro použití v bioelektronických systémech. Také bylo určeno, který ze zkoumaných vzorků je nejvhodnější. Posledním výsledkem této práce je měřicí aparát, pomocí něhož je možné měřit dlouhodobou stabilitu až třiceti dvou elektrod.
|
|
| |
|
|
Elektrodové materiály pro lithno-iontové akumulátory
Čech, Ondřej ; Oriňáková, Renáta (oponent) ; Paidar,, Martin (oponent) ; Sedlaříková, Marie (vedoucí práce)
Obsahem této dizertační práce je příprava a studium vlastností elektroaktivních elektrodových materiálů pro lithno-iontové akumulátory. Práce je rozdělena na dvě části: první z nich se zabývá výzkumem v oblasti syntézy kompozitního materiálu pro kladnou elektrodou založeném na LiFePO4. V druhé části je publikován výsledek výzkumu použití monoklinického TiO2(B) pro elektrodu zápornou. Cílem této práce je v obou nalézt takový postup přípravy, který umožní vyrobit tyto materiály v co nejvyšší fázové čistotě. Materiál LiFePO4 je dále modifikován pomocí uhlíkatých vodivostních příměsí různého typu a jsou zkoumány strukturní a elektrochemické vlastnosti ve vztahu k těmto modifikacím. V případě monoklinického TiO2(B) bude zkoumán vztah procesních parametrů přípravy a elektrochemických vlastností tohoto materiálu a dále pak vliv zbytkových alkalických iontů na stabilitu, kapacitu a zatěžovací charakteristiky.
|
host ::
RSS.