|
| |
|
|
Modelling of Gas Diffusion In The 3-D Structured Metal Oxide Nanofilm
Pytlíček, Zdeněk
Nanostructures of various materials and arrangements have been shown to be highly effective in the detection of chemical and biological matters. In this paper, a novel self-assembled 3-D nanofilm is described. We present a new computer-aided modelling approach applying a latest scientific knowledge in the field of microfluidics to improve a complex gas sensor design. The right questions are: What kind of 3-D structure is the best and how can we reach the best sensing parameters? Presented computer-aided modelling of gas diffusion in the 3-D nanofilm reveals an opportunity to substantially enhance sensor performance by the appropriate top electrode design.
|
|
|
Mikrosenzory plynů založené na samouspořádaných 3D nanovrstvách oxidů kovů
Pytlíček, Zdeněk ; Husák, Miroslav (oponent) ; Kolařík, Vladimír (oponent) ; Prášek, Jan (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá vývojem a výrobou mikrosenzorů plynů s využitím nové trojrozměrné (3D) nanostrukturované polovodivé vrstvy z oxidů kovů, která efektivně využívá výhod anorganických materiálů připravených snadno dostupnými elektrochemickými výrobními technikami bez použití litografie. Citlivá vrstva je vytvořena anodizací kovové dvojvrstvy Al/Nb naprášené na SiO2/Si substrátu skrze masku z porézní anodizované aluminy. Běžně se skládá z 200 nm tlusté vrstvy NbO2 propojující pole k ní kolmo orientovaných a prostorově oddělených Nb2O5 nanosloupků o šířce 50 nm, délce až 900 nm a celkovým počtem přibližně 8109 sloupkůcm-2. Nanosloupky fungují jako polovodivé nanokanálky jejichž rezistivita je vysoce citlivá na reakce probíhající na povrchu a rozhraní vrstvy. V rámci nového uspořádání senzoru byly na povrchu pole nanosloupků připraveny Pt nebo Au strukturované elektrody realizované pomocí běžných mikrotechnologických nebo elektrochemických depozičních technik, následované selektivním odleptáním vrstvy aluminy. Pro charakterizaci detekčních schopností byla struktura senzoru upevněna do standardního pouzdra TO-8 a elektricky propojena s využitím techniky drátového kontaktování. Elektrické charakterizace 3D nanovrstvy z oxidů niobu odhalily asymetrickou závislost vodivosti způsobenou Schottkyho bariérou vzniklou na rozhraní Pt/Nb2O5 nebo Au/Nb2O5. Při detekci vodíku a amoniaku byl zkoumán vliv struktury a složení citlivé vrstvy na elektrické a detekční schopnosti se zaměřením na citlivost, selektivitu, detekční limity a rychlost odezvy/zotavení. Rychlá a intenzivní odezva na H2 potvrdila potenciál využití 3D nanovrstvy z oxidů niobu jako citlivé vrstvy pro senzorické aplikace. Na počítači provedené mikrofluidní simulace difuze plynů do 3D nanovrstvy předpovídají možnost značného zlepšení detekčních schopností použitím perforované horní elektrody, a to optimalizací morfologie vrstvy, úpravou krystalické struktury a vhodnou úpravou návrhu elektrody. Předběžné experimenty prokázaly, že i další 3D nanovrstvy připravené z kovových dvojvrstev jako Al/W mají vysokou perspektivu při využití v pokročilých senzorických aplikacích. Techniky a materiály využité v této práci jsou vhodné pro vývoj technologicky jednoduchého, ekonomického a pro životní prostředí ohleduplného řešení mikro- a nanozařízení, kde použití definovaných nanokanálků pro nosiče náboje a povrchové reakce může přinést značné výhody.
|
|
|
Senzor plynů založený na uhlíkových nanočásticích
Morávek, Petr ; Pytlíček, Zdeněk (oponent) ; Prášek, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá charakterizací senzorů plynů na bázi uhlíkových nanostruktur. Teoretická část pojednává o základních pojmech spojených s problematikou detekce plynů, vlastnostech uhlíkových nanostruktur a o metodách jejich přípravy. V praktické části práce je vyhodnocena odezva vzorků na amoniak, vliv žíhání na jejich odezvu a srovnání čistých vzorků a jejich modifikací.
|
|
|
Elektrické, optické a senzorové vlastnosti organických polovodičů
Pochekailov, Sergii ; Zmeškal, Oldřich (oponent) ; Nešpůrek, Stanislav (vedoucí práce)
Existuje velký zájem o levné, citlivé a selektivní senzory. V této práci popisujeme využití rozpustných substituovaných ftalocyaninů jako citlivých materiálů pro detekci řady plynů. Studovali jsme optické, elecktrické a senzorové vlastnosti několika ftalocyaninů. Byl popsán mechanizmus interakce tenkých vrstev ftalocyaninů s různými studovanými plyny. Zjistilo se, že ftalocyaniny substituované sulfo-skupinami jsou velmi citlivé na vodní páru. Sulfonamidicky substituované ftalocyaniny jsou vhodné pro detekci oxidu dusičitého a těkavých organických rozpouštědel. Při vyšších teplotách tert-butylový ftalocyanin je vhodný pro detekci nízkých NO2 koncentrací. Experimentální výsledky byly využity pro konstrukci nových typů komerčních senzorů pro detekci NO2, etanolu a vlhkosti.
|
|
|
Nanostructured layers of semiconducting metal oxides in gas sensors
Bartoš, Dušan ; Pytlíček, Zdeněk (oponent) ; Bendová, Mária (vedoucí práce)
This diploma thesis discusses the gas sensor preparation via anodic oxidation. It names sensor types, deals with the sensing principle of electrochemical sensors in detail and submits sensor parameters. It describes preparation technology and characterization technology methods. In the experimental part, it focuses on both the measurement methodology and the electrochemical oxygen sensor covered with titanium dioxide nanocolumns fabrication. Not the least it discusses acquired research results.
|
|
|
Nanostructured layers of semiconducting metal oxides in gas sensors
Bartoš, Dušan ; Pytlíček, Zdeněk (oponent) ; Bendová, Mária (vedoucí práce)
This diploma thesis discusses the gas sensor preparation via anodic oxidation. It names sensor types, deals with the sensing principle of electrochemical sensors in detail and submits sensor parameters. It describes preparation technology and characterization technology methods. In the experimental part, it focuses on both the measurement methodology and the electrochemical oxygen sensor covered with titanium dioxide nanocolumns fabrication. Not the least it discusses acquired research results.
|
|
|
Detekce kyslíku pomocí senzoru plynů
Jelínek, Tomáš ; Pytlíček, Zdeněk (oponent) ; Prášek, Jan (vedoucí práce)
V této diplomové práci jsou stručně popsány různé typy senzorů plynů, jejich charakteristiky, principy funkce, aktivní vrstvy a konstrukce. Práce je zaměřena především na polovodičové senzory plynů. V experimentální časti je pak použita testovací stanice k měření základních charakteristik komerčního senzoru Figaro TGS 822 a vlastního SnO2 senzoru a jejich reakcí na přítomnost kyslíku. Oba senzory a výsledky měření jsou následně vzájemně porovnány.
|
|
|
Senzory plynů, jejich konstrukce a testování
Pytlíček, Zdeněk ; Boušek, Jaroslav (oponent) ; Prášek, Jan (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá problematikou senzorů plynů, jejich konstrukcí a metodikou testování. Základním zaměřením práce je návrh a realizace stanice pro jednoduché testování vodivostních senzorů plynů. Celá stanice je koncipována jako virtuální měřicí přístroj ovládaný prostřednictvím PC v prostředí LabView. Stanice umožňuje míchání libovolných dvou plynů na požadovanou koncentraci a měření základních vodivostních charakteristik tlustovrstvých a tenkovrstvých senzorů plynů. Centrální komunikační rozhraní a modulární koncepce umožňují do budoucna snadné rozšiřování možností celého zařízení. Najednou je možné testovat až 8 senzorů umístěných ve dvou pouzdrech typu TO-12.
|
|
|
Elektronický detektor pro tenkovrstvé mikrosenzory plynů
Rozštípil, Jakub ; Stehlík, Jiří (oponent) ; Hubálek, Jaromír (vedoucí práce)
Hlavním cílem diplomové práce je navrhnout a realizovat elektroniku v podobě SMT přístroje pro tenkovrsvé senzory plynů a nastudovat princip funkce senzorů plynů na bázi polovodivých oxidů. Přístroj obsahuje regulátor teploty a elektroniku, jež je schopna snímat koncentraci plynů na povrchu senzoru. Zařízení je navrženo pro řízení 4 senzorů a má komunikovat s počítačem pro nastavení počátečních podmínek a snímání koncentrace plynu. Praktická část diplomové práce obsahuje návrh a realizaci elektroniky a tvorbu softwaru pro její ovládání.
|
host ::
RSS.