|
|
Plasmonic Antennas
Kvapil, Michal ; Brzobohatý, Oto (oponent) ; Novák, Stanislav (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with plasmonic antennas. The resonant properties of plasmonic antennas have been studied both theoretically and experimentally. Theoretical calculations have been made using the finite-difference time-domain numerical method in Lumerical FDTD Solutions software. For the experiments, antennas were fabricated by electron beam lithography. Resonant properties of the fabricated antennas have been studied by Fourier transform infrared spectroscopy. The thesis is aimed at the investigation of the resonant properties of plasmonic antennas, when situated on a film of nanocrystalline diamond. Also, the application of antennas as a plasmon-based sensor functionalized to streptavidin sensing has been investigated. Finally, an antenna with the shape of the letter V has been introduced. Due to the reduced symmetry of the V-antenna, the incident light of wavelength close to an antenna quadrupole mode is unidirectionally scattered.
|
|
|
Příprava modelových korozních vrstev na železe a jejich plazmochemická redukce.
Sázavská, Věra ; Novák, Stanislav (oponent) ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Plazmochemická redukce korozních vrstev na kovech využívá redukčních účinků radiofrekvenčního vodíkového nízkotlakého plazmatu při ošetřování kovových archeologických nálezů. Vlivem plazmochemické redukce se inkrustační vrstvy vzniklé na kovech stávají křehčí a poréznější. Dochází k přeměně struktury a složení korozních vrstev předmětů. Díky tomu dochází k snadnějšímu mechanickému odstranění inkrustačních vrstev, a tedy odpadá hrubé a zdlouhavé, pro materiál mnohdy nebezpečné odstraňování svrchních korozních krust (např. pomocí pískování). Po redukci je možné snadno odkrýt oblasti původního povrchu předmětu a přitom zachovat i nejjemnější detaily reliéfu a zdobení, stejně jako stopy po nástrojích použitých při jejich výrobě, pokud samozřejmě nebyly nenávratně zničeny korozí. To má značný význam při odhalování starých technologických postupů výroby kovových předmětů. Pomocí plazmatu lze lehce proniknout i do dutin předmětů a u mechanických součástí tak může dojít až k obnovení funkčnosti. Také dochází k částečnému odstranění stimulátorů koroze, tedy hlavně chloridů, které jsou strůjci následné koroze. Každý archeologický předmět je originál, pokud se na historii nějakého předmětu díváme pouze z hlediska korozního prostředí, tak tento předmět byl po nějakou dobu vystaven atmosféře. Poté byl nejčastěji uložen do hrobu nebo se jiným způsobem dostal do půdy, případně do moře. Tedy každý artefakt byl vystaven jinému koroznímu namáhání (vlhkost, složení korozního prostředí apod.). Není tedy jednoduché zvolit univerzální způsob ošetření těchto předmětů. Optimalizace metody pro základní kovy lze řešit s využitím modelových vzorků (identický materiál i koroze) a porovnávat výsledky v závislosti na podmínkách opracování. Nejčastěji jsou archeologické předměty vyrobeny ze železa a běžnými korozními produkty na železe jsou akaganeit, rokuhnit, szomolnokit. Tyto tři korozní produkty jsme vytvořili na modelových vzorcích a podrobili jsme je plazmochemické redukci. Experiment jsme prováděli v reaktoru z křemenného skla s vnějšími elektrodami. Radiofrekvenční kapacitně vázané plazma o výkonu 100 až 400 W bylo buzeno v kontinuálním i pulzním režimu (střída 75 %, 50 % a 25 %). Výboj byl vytvořen v čistém vodíku za sníženého tlaku 150 až 200 Pa. Teplota vzorku byla sledována termosondou v průběhu celého procesu a nepřesáhla 200 °C, což je hodnota udávaná konzervátory jako limitní. Při vyšších teplotách může v některých případech docházet k metalografickým změnám uvnitř kovu, což je u archeologických předmětů velmi nežádoucí. Proces plazmochemické redukce jsme monitorovali pomocí optické emisní spektrometrie. Zaměřili jsme se na sledování v plazmatu vznikajících OH radikálů, které jsou pro tento proces charakteristické. Každý korozní produkt má jiný průběh vznikajících OH radikálů, což úzce souvisí s odbouráváním korozních produktů. Korozní vrstvy jsme analyzovali před a po plazmochemické redukci metodou SEM-EDX. Zjistili jsme, že plazmochemická redukce není příliš vhodná pro korozní produkt szomolnokit, který se odbourával obtížně a jen za vysokých výkonů. Avšak velmi dobrých výsledků tato metoda dosahuje u korozních produktů jako je rokuhnit a akaganeit.
|
|
|
Aplikace metod počítačové fyziky při studiu interakce plazmatu s pevnými látkami
Hromádka, Jakub ; Hrach, Rudolf (vedoucí práce) ; Novák, Stanislav (oponent)
Předmětem studia je nízkoteplotní plazma a jeho interakce s povrchy vnořených pevných látek. Výzkum procesů na tomto rozhraní provádíme pomocí vlastního dvoudimenzionálního částicového modelu. Model využívá metodu molekulární dynamiky, vzájemné silové působení částic je řešeno metodou Particle-in-cell. Hlavní aplikace modelu směřuje do oblasti sondové diagnostiky plazmatu. Řešení jednoduchých problémů srovnáváme s teorií a diskutujeme efekty dvoudimenzionálního přístupu. Přínos částicového modelování demonstrujeme při řešení vzájemné interakce stínících vrstev v okolí válcových sond. Zabýváme se také otázkou, zda lze měřením sondových charakteristik v okolí pevné látky získat informaci o nerovnostech na jejím povrchu. Provádíme studii vlivu elektronegativity plazmatu na parametry stínící vrstvy v okolí válcové sondy. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Modification of polymeric substrates by means of non-equilibrium plasma
Kuzminova, Anna ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Čech, Vladimír (oponent) ; Novák, Stanislav (oponent)
Název práce:Modifikace polymerních substrátů pomocí nízkoteplotního plazmatu Autor: Anna Kuzminova Katedra: Katedra makromolekulární fyziky Vedoucí doktorské práce: doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D. Abstrakt: Úprava povrchů polymerních materiálů pomocí nízkoteplotního plazmatu je téma, které si získává rostoucí pozornost, což je dáno širokým spektrem možných aplikací. Jako příklad je možné uvést úpravu polymerních fólií používaných v potravinářském průmyslu, kde je možné pomocí plazmatu výrazně vylepšit funkčnost těchto materiálů (např. zlepšit možnost jejich potisku nebo zvýšit jejich bariérové vlastnosti). V rámci této disertační práce byly studovány dvě možné strategie modifikace polymerů. První z nich byla založena na opracování polymerů atmosférickým plazmatem. Hlavní pozornost byla věnována studiu vlivu atmosférického plazmatu na povrchové vlastnosti 8 běžně používaných polymerů, zejména na jejich chemické složení, morfologii a smáčivost. Mimo to bylo prokázáno, že vystavení polymerů atmosférickému plazmatu vede ke změně jejich mechanických vlastností, k jejich nezanedbatelnému odleptávání a v určitých případech i ke zvýšení jejich biokompatibility. Druhou studovanou strategií bylo povlakování polymerů tenkými funkčními nanokompozitními vrstvami obsahujícími kovové nanočástice. Byly vyvinuty povlaky s...
|
|
|
Study of Positive Column in Glow Discharge under Medium Pressures Using Computational Experiment
Laca, Marek ; Hrachová, Věra (vedoucí práce) ; Novák, Stanislav (oponent) ; Roučka, Štěpán (oponent)
Pozitivní sloupec v stejnosměrném doutnavém výboji byl zkoumán pomocí tekutinového modelu plazmatu v kyslíku a v argon-kyslíkové směsi při tlacích řádově několik stovek pascalů a pro výbojové proudy od 10 do 40 mA. Model popisuje nekonečně dlouhý pozitivní sloupec v cylindrické výbojové trubici. Základem modelu je rovnice kontinuity se srážkovým členem na pravé straně. Tok částic je vyjádřen v drift-difuzní aproximaci a srážky elektronů jsou charakterizované pomocí střední kinetické energie elektronů. V modelu je zahrnut radiální profil koncentrace částic a jejich interakce se stěnou výbojové trubice. Výsledky simulací, koncentrace částic a intenzita elektrického pole, byly porovnány s výsledky měření elektrického pole v kyslíku a v argon-kyslíkové směsi. V práci je zkoumán vliv podmínek výboje, tlak a složení plynu ve výboji, na vlastnosti pozitivního sloupce. Za středních tlaků model úspěšně předpověděl intenzitu elektrického pole přibližně 40 V/cm v molekulárním plynu kyslíku a přibližně 3 V/cm v inertním plynu argonu.
|
|
| |
|
| |
|
|
Laboratory astrochemistry and applications of computer simulations
Roučka, Štěpán ; Hrach, Rudolf (vedoucí práce) ; Bonaventura, Zdeněk (oponent) ; Novák, Stanislav (oponent)
Tato práce je zaměřena na laboratorní studium chemie iontů v podmínkách relevantních pro astrofyziku. Mezi tři hlavní výstupy práce patří: Za prvé: práce na experimentálním studiu rychlostního koeficientu reakce asociativního odtržení H- + H -> H2 + e-. V práci je popsáno měření rychlostního koeficientu v teplotním rozsa\-hu 10-135 K. Za druhé: návrh nové aparatury pro detekci elektronů vzniklých v iontové pasti a pro měření jejich energie. Popsány jsou počítačové modely a předběžné experimentální výsledky. Za třetí: vývoj modelu chlazení elektronů v dohasínajícím plazmatu a jeho aplikace při analýze výsledků měření rekombinace H3+.
|
|
|
XPS analysis of plasma polymers and nanocomposite films without breaking vacuum
Artemenko, Anna ; Biederman, Hynek (vedoucí práce) ; Čech, Vladimír (oponent) ; Novák, Stanislav (oponent)
Název práce: XPS analýza plazmových polymerů a nanokompozitních vrstev bez přerušení vakua Autor: Anna Artemenko Ústav: Univerzita Karlova v Praze, Katedra Makromolekulární Fyziky Vedoucí doktorské práce: Prof. RNDr. Hynek Biederman, DrSc., Univerzita Karlova v Praze, Katedra Makromolekulární Fyziky Abstrakt: Plazmové polymery a nanokompozity kov/ plazmový polymer byly široce používány pro různé biomedicínské účely. Pro bioaplikace přirozeně požadovány vlastnosti jakými jsou vysoká smáčivost, stabilita materiálů na vzduchu, ve vodném prostředí odolnost vůči různým sterilizačním procesům, adhese buněk. Tato práce se věnuje zejména zkoumání chemického složení připravených vrstev pomocí XPS analýzy. Plazmový polymer na bázi nylonu, PEO-podobné vrstvy, fluorouhlikové vrstvy a nanokompozitní vrstvy Au/PEO-podobné, Ag/C:H a Al/C:H nanokompozity byly vybrány jako zkoumané materiály. Kromě toho byly výsledky měření XPS použity pro počítačovou simulaci pro výpočet faktoru plnění nanokompozitů kov/plazmový polymer. Byla dosažena dobrá shoda s experimentem. Klíčová slova: plazmový polymer, nanokompozity, XPS analýza, bioaplikace, simulace.
|
|
|
Structuring of plasma polymers: new methods for fabrication of nano-architectured thin films
Nikitin, Daniil ; Shukurov, Andrey (vedoucí práce) ; Novák, Stanislav (oponent) ; Straňák, Vítězslav (oponent)
Název práce: Strukturování plazmových polymerů: nové metody přípravy tenkých vrstev s nano-architekturou Autor: Daniil Nikitin Katedra/Ústav: Katedra Makromolekulární Fyziky/Univerzita Karlova Vedoucí doktorské práce: Doc. Ing. Andrey Shukurov, PhD Abstrakt: Disertační práce je zaměřena na studium nanostruktur na bázi plazmových polymerů. Hlavní pozornost je věnována přípravě antibakteriálních nanokompozitních vrstev kov/polymer za použití plynového agregačního zdroje nanočástic a plazmatem asistované depozice z plynné fáze. Do biokompatibilní matrice plazmového polymeru poly(ethylen oxidu) (ppPEO) byly začleněny měděné nanočástice. Byla prokázána účinnost těchto nanokompozitů proti multi-rezistentním bakteriím. Pomocí měření dynamické teploty skelného přechodu bylo zjištěno, že se v přítomnosti nanočástic významně změnila segmentová dynamika plazmového polymeru. To zásadně ovlivnilo bio-rezistentní vlastnosti poly(ethylen oxidu). Samostatná kapitola je věnována studiu vzniku, růstu a transportu nanočástic uvnitř zdroje. Měděné a stříbrné nanočástice byly detekovány in situ v plynné fázi buďto pomocí maloúhlového rozptylu rentgenového záření, nebo pomocí UV-Vis spektroskopie. Vůbec poprvé bylo zjištěno zachytávání kovových nanočástic v plazmatu. Navíc byla potvrzena částečná re-depozice nanočástic na terč a...
|
host ::
RSS.