Original title: Využití nemísitelných slitin pro SERS substráty
Translated title: Utilization of immiscible alloys for the SERS substrates
Authors: Klimšová, Zuzana ; Čupera, Jan (referee) ; Adam, Ondřej (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2024
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Povrchově zesílená Ramanova spektroskopie (SERS) je analytická metoda, která umožňuje citlivou detekci biologických molekul díky zesílení Ramanova signálu na nanoporézních kovových substrátech. Tato bakalářská práce se zabývá přípravou nemísitelných slitin, konkrétně Cu75Ag25, metodou práškové metalurgie a jejím využitím pro SERS. Cílem je vyvinout jemnozrnnou dvoufázovou mikrostrukturu vhodnou pro SERS analýzu. Proces přípravy vzorků zahrnuje mechanické legování a izostatické lisování, následované tepelným zpracováním za účelem dosažení optimální mikrostruktury. Výsledky ukazují, že mechanické legování a následné tepelné zpracování umožňuje vytvořit jemnou dvoufázovou mikrostrukturu, která je vhodná k dalšímu výzkumu pro SERS substráty. Práce také zkoumá možnost přípravy SERS substrátu odléváním a popisuje strukturu takto připravených vzorků. Odlévání je prováděno ve vakuové indukční peci, což zajišťuje vysokou čistotu materiálu. Je provedeno porovnání mezi vzorky připravenými odléváním a práškovou metalurgií, které ukazuje rozdíly ve výsledných mikrostrukturách. Výsledky naznačují, že prášková metalurgie poskytuje jemnější struktury vhodné pro SERS aplikace, zatímco odlévané vzorky vykazují hrubší mikrostrukturu. Diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) je použita k analýze tepelných vlastností vzorků, což přispívák lepšímu pochopení kinetiky fázových přeměn. Tato práce poskytuje komplexní pohled na různé metody přípravy SERS substrátů a jejich vliv na výsledné mikrostruktury. Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) is an analytical method that enables the sensitive detection of biological molecules by enhancing the Raman signal on nanoporous metal substrates. This bachelor's thesis focuses on the preparation of immiscible alloys, specifically Cu75Ag25, using powder metallurgy and its application for SERS. The aim was to develop a fine-grained, two-phase microstructure suitable for SERS analysis. The process included mechanical alloying and isostatic pressing, followed by heat treatment to achieve the optimal microstructure. The results show that mechanical alloying and subsequent heat treatment create a fine two-phase microstructure suitable for further research as SERS substrates. The thesis also explores the possibility of preparing SERS substrates by casting and describes the structure of such prepared samples. The casting was conducted in a vacuum induction furnace, ensuring high material purity. Comparative studies between samples prepared by casting and powder metallurgy revealed differences in the resulting microstructures. The results indicate that powder metallurgy provides finer structures suitable for SERS applications, while cast samples exhibit coarser microstructures. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to analyze the thermal properties of the samples, contributing to a better understanding of the kinetics of phase transformations. This thesis provides a comprehensive view of various methods for preparing SERS substrates and their impact on the resulting microstructures.
Keywords: CuAg alloy; immiscible alloys; mechanical alloying; Powder metalurgy; SERS substrates; Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS); mechanické legování; nemísitelné slitiny; povrchově zesílená Ramanova spektroskopie (SERS); Prášková metalurgie; SERS substráty; slitina CuAg

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/247067

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-618521


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses