|
|
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.
|
|
|
Organic materials for organic field-effect transistors and electrochemical transistors
Stříteský, Stanislav ; Weis,, Martin (oponent) ; Boušek, Jaroslav (oponent) ; Weiter, Martin (vedoucí práce)
This work is aimed to the study of the properties of organic semiconducting materials with a focus on their conductivity and mobility of charge carriers. The main goal of this thesis is to elucidate the relationship between the chemical structure of organic semiconductors and their properties. The theoretical part of this work is focused on the basics of organic semiconductors, charge transport and a review of the properties of organic semiconducting materials which have led to their application in field-effect and electrochemical transistors. The experimental part presents the overview of the materials used, the methods for their preparation and characterization methods. Within the result part, several methods for thin-film preparation were developed or optimize and subsequently their effect on the performance of organic field-effect transistors were studied. The relevant properties of novel organic semiconducting materials were characterized and discussed with focus on the charge carrier mobility. The biocompatibility of several organic semiconductors were characterized and discussed. Electrical properties, stability and biocompatibility of electroactive polymer inks based on PEDOT:PSS was characterized and discussed with respect to their possible application in bioelectronics. Finally, the organic bioelectronic sensor for detection of the physiological response of cardiomyocytes based on studied materials were constructed.
|
|
|
Organic materials for molecular electronics and photonics
Vrchotová, Jana ; Cimrová, Věra (oponent) ; Zmeškal, Oldřich (oponent) ; Weiter, Martin (vedoucí práce)
Organic electronics is a dynamic rapidly growing industry. Therefore the research of novel materials for organic electronics is an important challenge both in terms of materials performance and economy of the final product, while the environmental impact is also important. Diketopyrrolopyrrole derivatives are materials with a great potential for organic electronics exploitation. This thesis is focused on optical and electrical characterization of diketopyrrolopyrroles, an assessment of their potential applications in organic electronics and suggestions, how to optimize their performance. Theoretical part of this thesis describes state of art in organic electronics with focus on the field of diketopyrrolopyrrole based materials. Subsequent results part summarizes important results and contains brief introduction to the enclosed publications, including evaluation of author´s personal contribution to particular publications. Results part consists of 6 scientific articles, integral to this thesis, thematically connected with area of organic electronics, new diketopyrrolopyrrole based materials and their applications. Formally the thesis is, based on article 42 paragraph 1b of The Study and Examination Rules of BUT, designed as thematically arranged set of published works and works accepted for publication.
|
|
|
Interakce živočišných buněk s organickými polovodiči
Schildová, Veronika ; Thalerová, Sandra (oponent) ; Víteček,, Jan (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá studiem biokompatibility organických polovodičů. V teoretické části byly popsány organické polovodiče, jejich vlastnosti, výhody a příklady vybraných zařízení na bázi organických polovodičů. Dále byla definována biokompatibilita a možnosti jejího stanovení, mezi které patří testy cytotoxicity, test stability materiálů, test adheze buněk aj. Poslední část byla zaměřena na buněčné kultury, optimální podmínky kultivace a složení média pro in vitro testování biokompatibility. V praktické části jsou prezentovány výsledky stanovení biokompatibility sledovaných materiálů. Pro testování byly použity 3T3 myší fibroblasty.
|
|
|
Properties of solar cells based on polymer-silicon junction
Pavlovič, Dean ; Toušek, Jiří (vedoucí práce) ; Křivka, Ivo (oponent)
Název práce: Vlastnosti slunečních článků na bázi přechodu polymér-křemík Autor: Dean Pavlovič Katedra / Ústav: Katedra makromolekulární fyziky Vedoucí bakalářské práce: doc. RNDr. Jiří Toušek, CSc., Katedra makromolekulární fyziky Abstrakt: Cílem této práce je studium netradičních materiálů, konkrétně konjugovaných polymerů, z hlediska jejich využití ve fotovoltaice Mezi těmito polymery jsou polyanilin, deriváty polyfenylen vinylénu a dva deriváty polythiofénu. Čtyři různé metody jsou použity pro studium některých fyzikálních veličin, které mohou ovlivnit účinnost přeměny solární energie. Za prvé, V-A charakteristika dává hodnotu fill faktoru, a naznačuje mechanizmus transportu náboje. Metodou založenou na povrchovém fotonapětí (SPV) lze stanovit difúzní délku nosičů náboje - excitonů. Metodou impedanční spektroskopie a metodou CELIV se měří pohyblivost nosičů náboje. Výsledkem práce jsou hodnoty těchto veličin pro vybrané vzorky. Klíčová slova: organické polovodiče, sluneční články, vodivost, pohyblivost, difúzní délka, volt-ampérová charakteristika
|
|
|
Some electrical and photoelectrical properties of organic semiconductors
Chomutová, Radka ; Toušek, Jiří (vedoucí práce) ; Křivka, Ivo (oponent)
Názov práce: Niektoré elektrické a fotoelektrické vlastnosti organických polovodičov Autor: Radka Chomutová Katedra / Ústav: Katedra makromolekulárnej fyziky Vedúci bakalárskej práce: doc. RNDr. Jiří Toušek, CSc., Katedra makromolekulárnej fyziky Abstrakt: Cieľom práce je určiť niektoré elektrické a fotoelektrické vlastnosti polymérnych materiálov dôležitých z hľadiska ich využitia pre solárne články. Konkrétne sú v práci zmerané a vyhodnotené hodnoty tenkých vrstiev pre polythiofény (PT1, PT2) a poly-3- hexylthiofén (P3HT). Medzi skúmanými parametrami bola určovaná poloha Fermiho hladiny pomocou Kelvinovej sondy a následne vyhodnocovaná koncentrácia voľných nosičov náboja, ďalej bola meraná vodivosť jednotlivých vzoriek a priebeh povrchového fotonapätia (SPV), z ktorého bola fitovaním vyhodnocovaná hodnota parametrov ako difúzna dĺžka excitónov a šírka oblasti priestorového náboja (OPN). Získané hodnoty boli ďalej skompletizované so staršími výsledkami pre obdobné merania pre polymér poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)- 1,4-phenylenevinylene] (MEH-PPV). Kľúčové slová: solárny článok, difúzna dĺžka, SPV, Kelvinova sonda, organická vrstva
|
|
|
Bio-inspirované materiály pro aplikace v organické elektronice
Meindl, Jiří ; Pospíšilík, Karel (oponent) ; Krajčovič, Jozef (vedoucí práce)
Bakalářská práce je literární rešerší sumarizující perspektivní materiály inspirované přírodou pro využití v organické elektronice. Klíčové zaměření je na materiály bio-inspirované a bio-kompatibilní. Hlavní oblastí zájmu je syntéza, charakteristika a aplikace jednotlivých polovodičových materiálů. První část práce je zaměřena na indigo, 6,6‘-dibromoindigo a kopolymerní deriváty isoindiga obsahující thiofenová jádra. Druhá část práce pojednává o biokompatibilních materiálech a jejich využití v bio-protonické elektronice. Detailně je zde popsán malein-chitosan, který má na poli bio-protonické elektroniky dominantní pozici.
|
|
|
Materiály pro organickou elektroniku
Skrášek, Martin ; Zmeškal, Oldřich (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Práce obsahuje literární rešerši na téma organické elektroniky, zvláště organických solárních článků. Podrobně je popsán princip jejich funkce a používané materiály. Dále jsou uvedeny možnosti syntézy konjugovaných systémů pro tyto aplikace a způsoby jejich strukturní, optické a elektrické charakterizace. V experimentální části a diskusi je uvedena syntéza pěti nových, různě substituovaných derivátů benzylidenanilinu a jejich charakterizace spolu s dalšími sedmi deriváty, jejichž syntéza byla popsána v bakalářské práci. Je zkoumán vliv substituentů na chemický posun vodíku na iminovém můstku a na polohu absorpčních pásů v UV-Vis spektru. Rovněž byla nalezena metoda pro přípravu tenkých vrstev a následně organických solárních článků s objemovým heteropřechodem. U těchto článků byly měřeny V-A charakteristiky a impedanční spektra. Ze získaných výsledků vyplývá, že zkoumané systémy se chovají jako fotodiody, přičemž u tří derivátů byl pozorován nárůst elektrického proudu vlivem fotogenerace nosičů náboje. Pro použití v solárních článcích je ale nutno posunout polohu absorpčního spektra k větším vlnovým délkám.
|
|
|
Modelování organických elektrochemických tranzistorů
Truksa, Jan ; Omasta, Lukáš (oponent) ; Salyk, Ota (vedoucí práce)
Tématem práce je tvorba virtuálního modelu elektrického pole kruhového organického elektrochemického tranzistoru (OECT) a následné srovnání vypočítaných hodnot s reálným systémem rotačně symetrických elektrod. Rozložení potenciálu v tranzistoru bylo modelováno pomocí metody konečných prvků a ze získaných výsledků bylo určeno rozložení intenzity elektrického pole a proudového pole. Následně bylo provedeno kontrolní mapování potenciálového pole v reálném systému hliníkových elektrod, ponořených do vody. V práci je uveden model elektrického pole OECT s dosud neobvyklým kruhovým uspořádáním. Model musel být z důvodu nedostatečné výpočetní kapacity značně zjednodušen. Výsledky kontrolního experimentu souhlasí s vypočítanými hodnotami i přes značné zjednodušení. Odchylky výstupní charakteristiky modelu od výsledků reálného OECT byly způsobeny zjednodušením modelu oproti skutečnosti.
|
|
|
Study of Optical and Electrical Properties of Biomaterials
Flimelová, Miroslava ; Táborský, Petr (oponent) ; Drbohlavová, Jana (oponent) ; Weiter, Martin (vedoucí práce)
The study of the new materials potentially usable for organic electronics and photonics are getting very important from the point of ecological view. This work is focused on study of properties of biological materials which can be used in organic electronic. The interest in the knowledge about fundamental and also advanced properties of organic and biological materials which can be potentially used in electronics and photonics brings new question which can contribute to progress in the field of organic electronics. In order to investigate fundamental processes related to the optical and electrical properties of these materials such as optically induced charge transfer different techniques and methods were used for the characterization of the materials. First part of this work is focused on review of properties of inorganic and organic materials enabling their possible application in organic electronics and photonics, second part provides state-of-the-art of advanced biological materials and their properties related to the scope of this work. Third part presents experimental methods used and summarized experimental results. Finally, the relations between the observed phenomena and the structure of the studied materials on molecular level are discussed.
|
host ::
RSS.