|
|
Low temperature plasma and nanoparticles: effects of gas flow and surfaces
Ali-Ogly, Suren ; Kousal, Jaroslav (vedoucí práce) ; Blažek, Josef (oponent) ; Kudrna, Pavel (oponent)
Název práce: Nízkoteplotní plazma a nanočástice: vliv efektu proudění a povrchu Autor: Ing. Suren A. Ali-Ogly, B.Eng. Katedra / Ústav: Katedra Makromolekulární Fyziky / Univerzita Karlova Vedoucí doktorské práce: Mgr. Jaroslav Kousal, PhD. Abstrakt: Tato doktorská práce se zabývá rolí proudu plynu v plynovém agregačním zdroji nanočástic založeném na magnetronu a jeho vlivu na transport nanočástic. Výzkum zahrnuje teoretické i experimentální aspekty interakce nízkoteplotního plazmatu s povrchy a aplikace v materiálovém inženýrství. Numerické modely a simulace výpočetní dynamiky tekutin se používají k porozumění základním fyzikálním principům pohybu nanočástic v agregačním zdroji nanočástic. Studie ukazuje, že proud nosného plynu, zejména jeho rychlost a konfigurace vstupu, významně ovlivňuje oblast záchytu nanočástic a jejich dobu setrvání v plazmatu. Brownovská difuze je identifikována jako kritický faktor ovlivňující prostorové chování nanočástic, což přispívá k jejich úniku i ztrátě v systému zdroje nanočástic. Je ukázán vliv depozice tenkých vrstev pomocí magnetronového naprašování PLA, slibného polymerního materiálu, na usnadnění adheze nanočástic. Tento výzkum rozšiřuje naše porozumění neelektromagnetickým aspektům chování nanočástic v agregačním zdroji nanočástic na bázi magnetronu a zdůrazňuje...
|
|
|
Diagnostika plazmatu depozičních zdrojů pomocí Langmuirových sond
Šedivý, Petr ; Kousal, Jaroslav (vedoucí práce) ; Kylián, Ondřej (oponent)
Tato experimentální práce se zabývá měřením základních vlastností plazmatu - plazmového potenciálu, elektronové teploty a hustoty částic. Jako měřicí metody byly zvoleny Langmuirovy sondy - zvláště jednoduchá sonda. Na začátku práce jsou vyloženy krátce základní vlastnosti plazmatu, dále je popsána metodika určování jednotlivých parametrů plazmatu z voltampérové charakteristiky sondy. Třetí kapitola se věnuje samotnému experimentálnímu popisu sondy, aparatury a s nimi spojenou obsluhu. Plazma, které bylo měřeno v rámci této práce, pocházelo od nového dutého magnetronu, který bude sloužit jako budoucí zdroj nanočástic. Výsledky práce se soustřeďují na popsání jednotlivých veličin plazmatu v závislosti na dalších proměnných, jako jsou výkon magnetronu, tlak plynu, prostorová závislost, přítomnost dalšího vnějšího magnetického pole.
|
|
|
Heterogeneous metal-plasma polymer nanoparticles prepared by means of gas aggregation sources
Štefaníková, Radka ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Kousal, Jaroslav (oponent)
Metodám přípravy nanočástic se aktuálně věnuje mnoho pozornosti a celý obor se po- měrně rychle vyvíjí. Většina dnes uplatňovaných přístupů vychází z tzv. chemické morké syntézy z prekurzorů. Na druhou stranu, plynové agregační zdroje nabízejí alternativní a čistě fyzikální cestu, jak nanočástice vyrábět kontrolovaným a opakovaným způsobem. Touto cestou se již podařila syntéza nanočástic z mnoha druhů materiálů, např. kovů, jejich oxidů, případně plazmových polymerů. Navíc se v nedávných studiích ukázalo, že je možné jednotlivé typy materiálů kombinovat a vyrábět tak tímto způsobem heterogenní nanočástice. Zejména pak je vzrůstající zájem o nanočástice kov/plazmový polymer. Co se týče výroby nanočástic kov/plazmový polymer, byla většina publikovaných prací zaměřena na nanočástice s kovovým jádrem a plazmově polymerním obalem. Z toho dů- vodu jsme se rozhodli studovat novou dvoukrokovou depoziční proceduru, která umožňuje zhotovení nanočástic s obměněnou strukturou, tedy plazmově polymerním jádrem a kovo- vým pláštěm. Tato metoda využívá plynové agregace pro výrobu plazmově polymerních částic - jader (v tomto případě C:H:N:O), které jsou posléze za letu pokryty naprašo- vaným kovovým materiálem (stříbro, měď a titan). Parametry výrobního procesu byly monitorovány, zejména pak pomocí měření depoziční...
|
|
|
Příprava kovových nanoklastrů a jejich charakterizace
Kratochvíl, Jiří ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Kousal, Jaroslav (oponent)
Měděné nanoklastry mají potenciál pro vytváření nanostrukturovaných povrchů, které mohou najít využití zejména v elektronice, elektrotechnice, optice, ale i v biomedicíně. Aby mohly být později takové povrchy vytvořeny, je nutné nejprve najít způsob přípravy nanoklastrů a podrobně je charakterizovat, a právě tím se zabývá předkládaná práce. Nejdříve jsme nalezli opakovatelný postup pro přípravu měděných nanoklastrů pomocí agregačního plynového nanoklastrového zdroje. Za použití krystalových mikrovah a optické elipsometrie jsme zkoumali homogenitu připravených vrstev a zjistili jsme, že nadeponovaná vrstva je při určitých podmínkách homogenní. Měřili jsme depoziční rychlost nanoklastrů v závislosti na magnetronovém proudu a tlaku v agregační i depoziční komoře. Zjistili jsme, že depoziční rychlost lineárně roste s proudem, ale při nízkých proudech nanoklastrový zdroj téměř nedeponuje. Dále jsme zjistili, že existuje maximum depoziční rychlosti pro určitý tlak. Určili jsme rozmezí tlaků v depoziční komoře, při kterých nanoklastrový zdroj deponuje, což je důležité zejména pro přípravu nanokompozitních materiálů. Zkoumali jsme velikost, tvar nanoklastrů a růst vrstvy pomocí skenovacího elektronového mikroskopu a zjistili jsme, že připravené vrstvy jsou velmi porézní. Změřili jsme drsnost a optickou absorbanci...
|
|
| |
|
|
Studium interakce nanokompozitních vstev s plazmatem
Steinhartová, Tereza ; Hanuš, Jan (vedoucí práce) ; Kousal, Jaroslav (oponent)
Teoretická část se zabývá základní charakteristikou nízkoteplotního, nízkotlakého plazmatu, popisuje principy přípravy polymerních a nanokompozitních vrstev v tomto typu plazmatu a proces leptání v chemicky aktivním plazmatu. Osvětluje základní principy metod použitých k charakterizaci vzorků. Experimentální část popisuje proces hledání optimálních parametrů chemicky aktivního plazmatu ($O_2/Ar$) pro leptání vrstev plazmového polymeru. Po nalezení vhodných parametrů leptání byly připraveny jednak vrstvy plazmového polymeru, jednak nanokompozitní vrstvy (kov/plazmový polymer) a vzorky byly za definovaných podmínek opracovány kyslíkovým plazmatem. Cílem bylo zkoumat fyzikálně chemické vlastnosti těchto vrstev, zejména pak jejich chemické složení pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie a smáčivost. Pozornost byla věnována změně kontaktního úhlu vody jednak v závislosti na době leptání, jednak změně v důsledku změny morfologie vzorku. Bylo pozorováno stárnutí vrstev, tj. relaxace změn způsobených leptáním. Zvětšením drsnosti se podařilo připravit superhydrofobní (SHF) vrstvy.
|
|
|
Diagnostika technologického plazmatu
Turek, Zdeněk ; Kudrna, Pavel (vedoucí práce) ; Kousal, Jaroslav (oponent)
Předmětem diplomové práce je rozšíření měření parametrů plazmatu Langmuirovou sondou v systému s planárním magnetronem a plazmovou tryskou pracujících v pulzním režimu. Hlavními úkoly jsou úprava měřicího obvodu pro zvýšení maximálního sondového proudu a zprovoznění USB osciloskopu pro sběr dat s vyšším rozlišením a vyšší vzorkovací rychlostí. Dále bude ověřena funkce celého zařízení pomocí testovacích obvodů a také měřením sondových charakteristik ve výbojích v systému s magnetronem i plazmovou tryskou a to v kontinuálním i pulzním režimu. 1
|
|
|
Diagnostika technologického plazmatu
Turek, Zdeněk ; Kudrna, Pavel (vedoucí práce) ; Kousal, Jaroslav (oponent)
Předmětem diplomové práce je rozšíření měření parametrů plazmatu Langmuirovou sondou v systému s planárním magnetronem a plazmovou tryskou pracujících v pulzním režimu. Hlavními úkoly jsou úprava měřicího obvodu pro zvýšení maximálního sondového proudu a zprovoznění USB osciloskopu pro sběr dat s vyšším rozlišením a vyšší vzorkovací rychlostí. Dále bude ověřena funkce celého zařízení pomocí testovacích obvodů a také měřením sondových charakteristik ve výbojích v systému s magnetronem i plazmovou tryskou a to v kontinuálním i pulzním režimu. 1
|
|
|
Heterogeneous metal-plasma polymer nanoparticles prepared by means of gas aggregation sources
Štefaníková, Radka ; Kylián, Ondřej (vedoucí práce) ; Kousal, Jaroslav (oponent)
Metodám přípravy nanočástic se aktuálně věnuje mnoho pozornosti a celý obor se po- měrně rychle vyvíjí. Většina dnes uplatňovaných přístupů vychází z tzv. chemické morké syntézy z prekurzorů. Na druhou stranu, plynové agregační zdroje nabízejí alternativní a čistě fyzikální cestu, jak nanočástice vyrábět kontrolovaným a opakovaným způsobem. Touto cestou se již podařila syntéza nanočástic z mnoha druhů materiálů, např. kovů, jejich oxidů, případně plazmových polymerů. Navíc se v nedávných studiích ukázalo, že je možné jednotlivé typy materiálů kombinovat a vyrábět tak tímto způsobem heterogenní nanočástice. Zejména pak je vzrůstající zájem o nanočástice kov/plazmový polymer. Co se týče výroby nanočástic kov/plazmový polymer, byla většina publikovaných prací zaměřena na nanočástice s kovovým jádrem a plazmově polymerním obalem. Z toho dů- vodu jsme se rozhodli studovat novou dvoukrokovou depoziční proceduru, která umožňuje zhotovení nanočástic s obměněnou strukturou, tedy plazmově polymerním jádrem a kovo- vým pláštěm. Tato metoda využívá plynové agregace pro výrobu plazmově polymerních částic - jader (v tomto případě C:H:N:O), které jsou posléze za letu pokryty naprašo- vaným kovovým materiálem (stříbro, měď a titan). Parametry výrobního procesu byly monitorovány, zejména pak pomocí měření depoziční...
|
|
|
Řízení struktury plazmových polymerů
Krtouš, Zdeněk ; Kousal, Jaroslav (vedoucí práce) ; Matoušek, Jindřich (oponent)
Diplomová práce cílila na přípravu tenkých vrstev plasmových polymerů technikou plazmově asistované termální depozice. Jako charakterizovaný prekurzor byla vybrána kyselina polymléčná pro své zajímavé biodegradabilní vlastnosti. Vzorky byly připraveny za různých výkonů plazmatu. Bylo zjištěno, že struktura kyseliny polymléčné je po repolymerizaci zachována a nadto vzniká složka bohatá na uhlík. Vzorky připravené za různých výkonů plazmatu vykazovali velice rozdílné vlastnosti po ponoření do vody. Byly naměřeny velké změny vlastností připravených vrstev po ponoření do vody. Vrstvy připravené při výkonech menších než 30 W vykazovali charakter hydrogelu. Vzorky připravené za vyšších výkonů byly kompaktní a ve vodě se nerozpustily
|
host ::
RSS.