|
|
Fluorescenční nanočástice na bázi organických chromoforů
Čekal, Josef ; Kratochvíl, Matouš (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Tato práce si klade za cíl vytvořit za pomoci organických molekul vytvořit Host-Guest nanočásticové systémy vykazující emisi bílého světla (WLE), které je dosaženo pomocí mechanismu Försterova rezonančního přenosu energie (FRET). K přípravě nanočásticových systémů byly použity látky na bázi substituovaných stilbenů, jako donor/matrice byly použity látky CA-DPS-V (H2) a CA-DPS-CHO (H1). Dále jako akceptor/dopant CA-DPS-DCV (G1) a DPA-DXS-IOO (G2). Ze společných roztoků látek v THF byly pomocí nanoprecipitace vytvořeny 3 nanočásticové systémy: systém 1 (H1+G1), u kterého k WLE nedošlo, systém 2 (H2+G1) a systém 3 (H2+G2). Systémy 2 a 3 byly charakterizovány pomocí fluorescenční spektroskopie a výpočtů parametrů FRET. Ukázalo se že v případě systému 2 je Försterova vzdálenost menší než u systému 3. Rozdílná Försterova vzdálenost u těchto systémů potom ovlivňuje složení poměrů schopných WLE. Největší blízkost bílému bodu (0,33 0,33) vykazovaly v systému 2 poměry látkového množství 110:1 (0,32 0,38) a 164:1 (0,29 0,32) a v systému 3 poměry 340:1 (0,34 0,30) a 476:1 (0,31 0,28). Cíl práce byl tedy splněn a bylo ukázáno, že připravit nanočástice schopné WLE takovýmto způsobem lze. Nevýhodou připravených nanočástic však byla jejich nízká fotostabilita. Pokračováním této práce by tedy mohla být příprava takovýchto stabilnějších nanočástic ze strukturně podobných látek. U těchto částic by již mohla být provedena charakterizace struktury a dalších vlastností z pohledu možných aplikací.
|
|
|
Studium elektrochemických procesů na neuromodulačních elektrodách
Vašíček, Čeněk ; Kratochvíl, Matouš (oponent) ; Ehlich, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá experimenty s neuromodulační elektrodou ze slitiny platiny a iridia. Práce se soustředí primárně na lokální změny koncentrací kyslíku a peroxidu vodíku v okolí elektrody v závislosti na aplikovaném potenciálu. Experimenty jsou prováděny ve dvou elektrolytech – PBS a směsi Dulbeccova média s fetálním bovinním sérem (90:10), aby byly vypozorovány odlišnosti běžně využívaného elektrolytu na poli bioelektroniky s elektrolytem reflektujícím biologicky relevantnější prostředí. Cílem je se zaměřit na rozdílné chování elektrody v těchto elektrolytech, konkrétně pak na to, jakým způsobem bude ovlivněn povrch elektrody, zda budou určité reakce probíhat méně efektivně, či při jiných potenciálech atd. Změny koncentrací kyslíku a peroxidu vodíku jsou měřeny amperometrickými senzory, přítomnost peroxidu vodíku je dále měřena spektrofotometricky s pomocí enzymu křenové peroxidázy (HRP) a barviva 3,3‘,5,5‘-tetramethylbenzidinu (TMB). Dále se práce zabývá stabilitou peroxidu vodíku v obou těchto elektrolytech. Závěrem jsou uvedeny návrhy dalšího postupu v této problematice.
|
|
|
Studium vlastností vícevrstvých perovskitových struktur
Gabzdyl, Adam ; Kratochvíl, Matouš (oponent) ; Pospíšil, Jan (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na optické, elektrické a dielektrické vlastnosti perovskitů a jejich vícevrstvých struktur pro využití v optoelektrických aplikacích. Připraveny a studovány byly vzorky olovnatého MAPbI3 a bezolovnatého Cs3Bi2I9 perovskitu ve fotovoltaickém článku struktury FTO/SnO2/perovskit/spiro-OMeTAD/Au. Optoelektrické vlastnosti byly stanoveny stejnosměrným měřením voltampérových charakteristik a dielektrické vlastnosti metodou impedanční spektroskopie. Bylo stanoveno, že při této struktuře fotovoltaického článku jsou olovnaté perovskity vhodnějším materiálem pro optoelektrické aplikace než bezolovnaté perovskity, protože vykazují mnohonásobně vyšší účinnost přeměny sluneční energie a disponují výhodnějšími elektronovými procesy.
|
|
|
Chromofory na bázi push-pull substituovaných stilbenů
Ševčíková, Veronika ; Kratochvíl, Matouš (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem vztahu mezi strukturou a optickými vlastnostmi organických luminoforů na bázi push-pull substituovaného stilbenu a zjištěním jejich schopnosti emise v pevné fázi i v roztoku – dual state emission (DSE). Pro měření byly vybrány čtyři nově syntetizované luminofory na bázi push-pull substituovaného difenylaminodibromstilbenu a difenylaminodi(2,6-xylil)stilbenu obsahující různé elektronakceptroní skupiny. Z důvodu omezeného množství látek byly připraveny pouze roztoky zkoumaných luminoforů v dichlormethanu. Pro tyto luminofory v pevné fázi byla změřena emisní spektra, kvantové výtěžky a časově rozlišená fluorescence. Pro roztoky těchto luminoforů v DCM byly změřeny zmíněné optické vlastnosti spolu s absorpčním spektrem. Zjištěné optické vlastnosti byly uvedeny do souvislosti se strukturou luminoforů. U luminoforů na bázi difenylaminodibromstilbenu byla zjištěna fluorescence záření v oblasti NIR, zároveň u těchto luminoforů dochází k utlumení fluorescence v důsledku přítomnosti Br. Zkoumané luminofory na bázi difenylaminodi(2,6-xylil)stilbenu vykazují poměrně slabý push-pull efekt. Bylo zjištěno, že fluorescence těchto látek v roztoku je poměrně intenzivní, v pevné fázi je však utlumena, což bylo dáno do souvislosti s intenzitou zavedeného push-pull efektu. Podle naměřených výsledků byl učiněn závěr, že zkoumané luminofory na bázi difenylaminodi(2,6-xylil)stilbenu jsou díky svým vlastnostem vhodnými kandidáty pro další výzkum a potenciální aplikace.
|
|
|
Optimalizace organických solárních článků
Kratochvíl, Matouš ; Novák, Vítězslav (oponent) ; Weiter, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na přípravu velkoplošných organických solárních článků technikami kompatibilními s velkoobjemovou produkcí. Teoretickou část tvoří rešerše shrnující základní teoretické podklady fungování organických solárních článků a současný stav zkoumání přesunu od laboratorní k velkoobjemové výrobě. Experimentální část práce se zaobírá optimalizací metod přípravy vrstev struktury solárních článků, které je možné převést do průmyslového měřítka.
|
|
|
Materiály s FR/NIR fluorescencí
Chovanec, Filip ; Kratochvíl, Matouš (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca sa zaoberá problematikou materiálov, ktorých fluorescenčné maximá emisných spektier sa nachádzajú v oblasti ďaleko-červeného (far-red, FR), čo značí vlnovú dĺžku 700-800 nm, a blízko-infračerveného (near-infrared, NIR), teda 800-2500 nm, elektromagnetického žiarenia. Materiály, ktoré budú rozoberané v práci, sú organického pôvodu, pričom sú založené na chromoforoch s vnútorným prenosom náboja (charge-transfer, CT). Základom takýchto molekúl je elektrón-donorná skupina atómov, v tomto prípade difenylamín, ktorý je pomocou -konjugovaného mostíku v podobe, buď to difenylstilbénu alebo dixylilstilbénu spojený s elektrón-akceptornou skupinou. Takýto systém má, vďaka variabilite daných skupín, voliteľne nastaviteľnú mieru vnútorného prenosu náboja, ktorého sila sa odráža na pozícii fluorescenčného maxima. Teoretickou rešeršou v oblasti tejto problematiky boli získané znalosti o fluorescencii týchto látok, mechanizmoch a javoch, ktoré môžu túto fluorescenciu sprevádzať. V neposlednom rade boli získané informácie o stratégiách pri vytváraní požadovaného elektrón donor-akceptorného systému alebo iných stratégiách, ktoré vedú k fluorescencii vo FR/NIR regióne. Pomocou fluorescenčnej spektroskopie bola pozorovaná a charakterizovaná závislosť fluorescenčných maxím daných molekúl, či už na elektrón-akceptornej skupine, ktorá sa v molekule nachádzala, alebo na zvolenom -konjugovanom mostíku. Zároveň bola, vzhľadom na tieto štruktúrne zmeny, zaznamenaná aj zmena v hodnotách kvantových výťažkov fluorescencie a dôb života fluorescencie. Výsledkom bakalárskej práce je poznatok, že čím silnejší vnútorný prenos náboja v molekule nastáva, tým sa zväčšuje bathochrómny posun emisného spektra fluoroforu. Súčasne bolo zistené, že toto platí hlavne v prípade kvapalných vzoriek, zatiaľ čo v prípade pevných vzoriek bathochrómny posun nebol tak veľmi výrazný.
|
|
|
Novel materials for organic and hybrid electronics and photonics
Kratochvíl, Matouš ; Yumusak,, Cigdem (oponent) ; Táborský, Petr (oponent) ; Weiter, Martin (vedoucí práce)
The field of organic electronics offers the unique possibility of mass production of cheap and environmentally friendly electronics. It opens doors to novel functionalities and device forms not possible with the standard metal- and silicon-based electronics. The possibilities given by the nature of organic compounds and progress in synthetic research supply new materials for photonic applications. The search for novel materials and the investigation of the relationship between the molecular (and crystalline) structure and properties of the material are the main motivation of this thesis. This thesis is focused on study of optical and/or electrical properties of novel materials for photonic applications. The materials presented in the thesis are both organic and hybrid organic-inorganic ones, trying to get the best of both worlds. The research presented in this thesis comprises three distinct parts interconnected by the aim to study the relationship between the structure of material and its properties and by the methods used to study these properties. The first part aims to present efficient solid-state fluorescent (SSF) materials. In this thesis two series of SSF materials are presented. The colour of the emission is controlled by varying the electron withdrawing groups in the push-pull systems of molecules. The results show efficient emission (>10 %) covering most of the visible spectrum (~450–650 nm). The second part of the research investigates the effect of thionation on the well-known small-molecule group of semiconductors, diketopyrrolopyrroles (DPPs). The presented result shows a notable preference for n-type behaviour upon thionation with increase of electron mobilities by orders of magnitude, as well as impressively low lying LUMO levels (~ 4,5 eV) in the studied molecules. The third part of the presented results aims at perovskite materials for photonic applications. The hybrid material, organo-lead-halide perovskite, has been the center of attention of researchers interested in advanced photonics for almost a decade and half. The perovskite solar cells have shown remarkable efficiency, however, their utilization is still hindered by stability issues. A stability study is presented as a reference point for further research on this topic and to gather insight into processes influencing the stability of perovskite material and solar cells. Then an approach to increase the stability and performance of the cell is proposed and tested utilizing materials studied in the second study.
|
|
|
Příprava a charakterizace tenkých organických fotovoltaických vrstev
Kratochvíl, Matouš ; Zmeškal, Oldřich (oponent) ; Weiter, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na přípravu organických solárních článků a charakterizaci jejich vlastností. Teoretickou část tvoří rešerše zaměřená na současné poznatky v této oblasti a základní teoretické poznatky o mechanizmech fungování organických solárních článků. Experimentální část práce se zaobírá přípravou solárních článků, přičemž se zaměřuje na velkoplošné články, a charakterizací základních elektrických a optických vlastností těchto článků.
|
|
|
Pi-conjugated molecules exhibiting singlet fission
Sahuľ, Martin ; Kratochvíl, Matouš (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
This bachelor thesis focuses on characterisation of novel materials designed for use in future generation of photovoltaic cells. Examined materials were derivates of diketopyrollopyroles, in which the process of singlet fission was confirmed. Using fluorescence reference standards, the correctness of research methodology was confirmed. Measurements of basic optical and fluorescence characteristics such as absorption, excitation and emission spectra, wavelengths of their respective maximum values and quantum yields were made. Since the studied materials only differed in the number of bromine atoms, the effect of bromation on the properties of molecules was discussed from the acquired values. It was found, that substituted bromine atoms increase the excitation and emission wavelengths of diketopyrollopyroles, therefore decreasing the energy needed to excite the molecule. Next, a new method using fluorescence measurements in a magnetic field that can be used for a quick analysis of singlet fission was developed. Measurements made using this method confirmed the occurrence of singlet fission in rubrene as well as in studied materials. Performed measurements gathered new useful information for the design of new molecules and further improvement of the developed method.
|
|
|
Studium host-guest systémů pro přípravu účinných pevnofázových emitorů v infračervené oblasti
Rottenberg, Vojtěch ; Smolka, Rastislav (oponent) ; Kratochvíl, Matouš (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je sestavení stručné rešerše týkající se fluorescence v pevné fázi, vyhledání vhodných molekul pro přípravu host-guest systémů, které vykazují vysoké kvantové výtěžky pevnofázové fluorescence v infračervené oblasti, a jejich následná analýza. Tyto systémy se skládají z převládající molekuly (host), která vykazují vysoké kvantové výtěžky fluorescence, a množstevně méně zastoupené molekuly (guest), které vykazují fluorescenci v infračervené části elektromagnetického spektra. Byly zvoleny následující molekuly: (E)-N,N-difenyl-4-(2-(5'-vinyl- [1,1':4',1''-terfenyl]-2'-yl)vinyl)anilin (–V) a (E)-5'-(4-(difenylamino)styryl)-[1,1':4',1''-terfenyl]-2'- karbonitril (–CN) jako host molekuly a (E)-2-((5'-(4-(difenylamino)styryl)-[1,1':4',1''-terfenyl]-2'- yl)methylen)malononitril (–DCV) jako guest molekula. Pro analýzu vzorků byly změřeny emisní a excitační spektra pomocí fluoroforu, kvantové výtěžky pomocí integrační sféry a doba života fluorescence pomocí metody TCSPC (time-correlated single photon counting). Ze spektrálních analýz a kvantových výtěžků bylo stanoveno, že molekula (E)-5'-(4-(difenylamino)styryl)-[1,1':4',1''- terfenyl]-2'-karbonitril (označena jako –CN) je vhodnou host molekulou, (E)-2-((5'-(4- (difenylamino)styryl)-[1,1':4',1''-terfenyl]-2'-yl)methylen)malononitril není vhodnou guest molekulou a vhodnost využití molekuly (E)-N,N-difenyl-4-(2-(5'-vinyl-[1,1':4',1''-terfenyl]-2'-yl)vinyl)anilin jako host molekuly je neprůkazná.
|
host ::
RSS.