|
|
Development and fabrication of graphene Hall probes
Supalová, Linda ; Červenka, Jiří (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Advances in engineering and technology have created a demand for stable magnetic field detectors that are able to operate over a wide range of temperatures. At present, sensors based on the Hall effect and giant magnetoresistance effect are the most commonly used devices for real-time non-invasive measurement of both static and dynamic magnetic fields. Example applications of Hall effect-based devices include linear magnetic field sensors, gyrators, speed and directional sensors, electrical compasses, and current sensors, in areas ranging from manufacturing, automotive and aerospace to communication systems. However, currently used materials in Hall probes (mainly III-V semiconductors such as InSb or GaAs) struggle with temperature stability. In this study, we address the fabrication of Hall probes based on graphene and their testing at elevated temperatures. We successfully produce graphene Hall probes in a field effect transistor (FET) arrangement using standard fabrication techniques such as lithography and thin layer deposition. The choice of \acs{FET} architecture allows us to take full advantage of the outstanding electronic properties of graphene during testing of the Hall probes from room temperature up to 200°C. Our results reveal that increasing temperature does not cause significant degradation in the performance of graphene Hall probes even at temperatures above 150°C. This work paves the way for future investigations into the behaviour of graphene Hall probes at elevated temperatures, focusing on understanding the external factors that influence and impact the performance of the sensor in ambient conditions.
|
|
|
Kyslíkem modifikované grafenové struktury pro biosenzory
Mikerásek, Vojtěch ; Bartošík, Miroslav (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce pojednává o modifikaci CVD grafenu atomy kyslíku. Teoretická část se věnuje popisu struktury grafen oxidu a jeho fyzikálním vlastnostem. Dále jsou popsány metody výroby tohoto materiálu a jeho využití v biosenzorech. V praktické části je popsána příprava monovrstvého grafenu na křemíkové desce. Hlavní pozornost byla věnována oxidaci grafenu atomárním kyslíkem a jeho modifikaci v kyslíkové plazmě. Průběh oxidace byl měřen po jednotlivých časových intervalech pomocí XPS.
|
|
| |
|
|
Ab-initio výpočty elektronických a strukturních vlastností olovo-zirkonátu-titanátu (PZT)
Planer, Jakub ; Friák, Martin (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na výpočty difuzních bariér kyslíkových vakancí v olovo-zirkonátu-titanátu a jeho komponent pomocí teorie funkcionálu hustoty. Zjistili jsme, že velikost bariér je různá v olovo titanátu a olovo zirkonátu, což je způsobené rozdílnou lokalizací elektronů pocházejících ze vzniku kyslíkových vakancí. Difuzní bariéry byly nadále určeny pro směs s vysokým podílem titanu a porovnány s experimentálními výsledky. Přínos této práce spočívá v objasnění neobvykle nízkých difuzních koeficientů, které byly experimentálně měřeny na olovo-zirkonátu-titanátu. Zjistili jsme, že elektronové stavy vyvolané přítomností kyslíkových vakancí vytváří lokální vazby mezi atomy olova, což způsobuje, že kyslíkové vakance jsou nepohyblivé v důsledku zvýšení aktivační energie difuzního procesu.
|
|
|
Grafenové struktury vhodné pro polem řízené tranzistory
Kurfürstová, Markéta ; Bartošík, Miroslav (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou grafenových struktur vhodných pro tranzistory řízené elektrickým polem. V první části je charakterizován grafen z hlediska jeho vlastností a metod přípravy. V části druhé je shrnuta polovodičová technika se zaměřením na tranzistory s grafenovou vrstvou. Následuje popis metody elektronové litografie, která byla použita při výrobě struktur. Na závěr je popsán experimentální postup přípravy grafenových struktur.
|
|
|
Detection of biochemical substance using graphene sensor
Supalová, Linda ; Šimšíková, Michaela (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This bachelor's thesis studies the interaction of biochemical substances with graphene by utilizing sensors with a field-effect transistor arrangement. Adsorbed atoms or molecules can induce doping of the graphene sheet, which can be experimentally determined by observing the shift in the position of Dirac point. Dependence of the Dirac point location on the added substance is studied, as well as time response to the addition of the liquid sample. Sensitivity to different molecules is observed and the implication of the results for the adsorption of various molecules are discussed.
|
|
|
Biosensors based on functionalized graphene
Pavlásková, Lucie ; Skládal, Petr (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
In this work, a graphene field-effect transistor (GFET) was demonstrated as a sensing platform for glucose detection. The linker molecule pyrenebutanoic acid succinimidyl ester (PSE) and enzyme glucose oxidase (GOx) were successfully employed to functionalize the graphene channel in FET. The GOx enzyme was immobilized on the channel for glucose detection as it induces a selective catalytic glucose reaction. The functionalization process was characterized by Raman spectroscopy and Atomic force microscopy (AFM). The fabricated graphene-based biosensors enabled the electrical detection of glucose in two different setups. In the FET setup, through the Dirac point shift in the charge transfer characteristics, as well as in the setup for continuous real-time monitoring, through the resistance change of graphene channel. This study indicates that graphene holds great promise for the development of nanoelectronic biosensors including glucose level monitoring applications.
|
|
|
Souběžné měření povrchového potenciálu a transportní odezvy grafenových Hallových struktur
Štrba, Lukáš ; Čech, Vladimír (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Grafén je polokov s nulovým pásom zakázaných energií. Pomocou hradlového napätia je možné meniť polohu jeho Fermiho hladiny a tým meniť koncentráciu voľných nosičov náboja. V tejto práci sme súbežne merali povrchový potenciál pomocou Kelvinovej sondovej silovej mikroskopie (KPFM) a transportnú odozvu grafénovej Hallovej štruktúry pri rôznych relatívnych vlhkostiach a pri priloženom hradlovom napätí. Taktiež sa pozorovala transportná odozva grafénovej Hallovej štruktúry po modifikácií metódou lokálnej anodickej oxidácie (LAO).
|
|
| |
|
|
Aplikace grafénové membrány v nanoelektronických zařízeních
Kormoš, Lukáš ; Drbohlavová, Jana (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Táto diplomová práca je zameraná na aplikácie a výrobu grafénovej membrány z grafénu vyrobeného pomocov chemickej depozície z plynnej fáze. Teoretická časť sa zaoberá transportnými vlastnosťami grafénu a viacerými rozptylovými procesmi, ktoré obmedzujú pohyblivosť nosičov náboja v tomto materiáli. Súčasťou teoretickej časti je krátka recenzia aplikácií grafénových membrán. Experimentálna časť prezentuje výrobný proces pre dosiahnutie zaveseného grafenového zariadenia s využitím elektrónové litografie, fokusovaného zväzku iónov, chemického leptania a tvarovanie grafenovej vrstvy. Grafénová membrána je charakterizovaná meraním transportných vlastností a tieto sú následne porovnané s grafénom položeným na substráte.
|
host ::
RSS.