|
|
Electrochemical synthesis, characterization and applications of new types of 1D valve metal oxide nanostructures
Alijani, Mahnaz ; Prof. Lluis F. Marsal (oponent) ; Tsuchiya, Hiroaki (oponent) ; Macák, Jan (vedoucí práce)
This thesis presents a comprehensive investigation of the growth of high-aspect-ratio (HAR) TiO2 nanotube (TNT) layers and their application in advanced light sensing technologies. The research outputs achieved during this Ph.D. study encompass a series of papers that collectively explore the synthesis and characterization of HAR TNT layers on one hand side, and performance evaluation of these layers in various sensing modalities on the other side. The initial study focuses on the successful anodization of Ti foil to obtain HAR TNT layers using a specially formulated electrolyte containing NH4F/H2O/ethylene glycol, with the addition of lactic acid (LA). The results demonstrate that by controlling the electrolyte age and composition, together with the application of sufficiently high potentials, HAR TNT layers with high aspect ratio (of approximately 450) can be achieved within remarkably short anodization times ( 15 minutes) compared to the literature available before the work on this thesis begun. This approach offers a promising pathway to obtain robust TNT layers without dielectric breakdown, eliminating the need for additional process control, such as heating or cooling of the electrolyte. Building up on the successful anodization results, the subsequent investigation explored the galvanostatic anodization for obtaining HAR TNT layers in an LA-containing electrolyte. It was observed that lactic acid effectively prevents dielectric breakdown when high current densities are applied. This finding highlights the potential of galvanostatic anodization to produce HAR TNT layers in significantly reduced anodization times at room temperature. Expanding the research scope, the thesis delves into the microwave photoconductivity of TNT layers with different thicknesses (15, 50, 80, and 110 m) at X-band frequencies (~8 GHz) for applications in sensing and wireless space communication. The integration of anatase TNT layers with a planar split ring resonator (SRR) microwave resonator enables the evaluation of their microwave photoconductivity performance. Experimental results revealed significant variations in the resonant amplitude and frequency responses of the TNT layers, with the 80 m thick TNT layers demonstrating the highest sensitivity. Correlations were established between the photoconductivity efficiency, crystallite size, and thickness of the TNT layers, supporting the development of optimized TNT layers for enhanced microwave sensing capabilities. Furthermore, the thesis explores TNT layers on SRR for visible light detection. By sensitizing the TNT layers to the visible spectral region through the deposition of a CdS coating using Atomic Layer Deposition (ALD), the results demonstrate effective detection of ultraviolet (UV) light, visible (VIS) light and light-induced variations in the dielectric properties of TNT layers. The experimental findings align with theoretical models and highlight the clearly outstanding potential of TNT-based sensors in hazard detection, pollution monitoring, material analysis, and light-based satellite-to-satellite communication. Overall, this thesis provides a comprehensive understanding of HAR TNT layers and their capabilities for advanced sensing applications. The knowledge gained from this research will contribute to the advancement of nanomaterial-based sensors and opens up new possibilities for their utilization in various industries and emerging technologies.
|
|
|
Template assisted electrodeposition of multilayer nanostructures
Lednický, Tomáš ; Drbohlavová, Jana (oponent) ; Čechal, Jan (vedoucí práce)
This diploma thesis is focused on the fabrication of Au-PANI-Au nanowires. The fabrication of nanowires based on the electrochemical deposition of various metal and polymerization of polyaniline within porous templates is presented. Preparation of porous anodic alumina templates by the anodization of aluminium is described in detail. The theoretical part covers the basics of the electrochemistry and it provides a broad overview of the porous anodic alumina.
|
|
|
Production and characterization of nanoporous alumina membranes
Šimik, Milan ; Márik, Marian (oponent) ; Kynclová, Hana (vedoucí práce)
The Bachelor thesis mostly deals with manufacturing of membranes with anodic oxidation of aluminium in different conditions. In theoretical part are studied processes leading to creating of porous alumina and methods of measuring permeability of membranes. Practical part is aimed on manufacturing porous alumina with different conditions, which are afterwards suffused into form and diffuse characterized. Measured parametres are interpreted and compared with each other.
|
|
|
Elektrochemické metody přípravy kovokeramických oxidačně odolných vrstev
Šťastná, Eva ; Pouchlý, Václav (oponent) ; Jan, Vít (vedoucí práce)
Na vzorcích z čistého hliníku (99,99+ %, VÚK čisté kovy, s. r. o.) a na vzorcích čistého titanu (99,95 %, Goodfellow) s vrstvou naprášeného hliníku (99,99 %, VÚK čisté kovy, s. r. o.) byl proveden technologický postup s cílem připravit oxidačně a tepelně odolnou kovokeramickou vrstvu. Na vzorcích byla prostřednictvím anodizace v kyselině šťavelové připravena oxidická vrstva s jemnými, hexagonálně uspořádanými póry o průměru 30 nm. Během dalšího zpracování vzorků byla struktura uzpůsobena pro elektrochemickou depozici mědi do pórů. Cílem elektrodepozice bylo vytvoření měděných nanodrátů nanesených do pórů oxidické vrstvy. Proces probíhal v roztoku síranu měďnatého a kyseliny sírové ve vodě. Řídícím parametrem depozice bylo napětí, jež mělo výrazně asymetrický průběh periody, kterou bylo nutné pro úspěšné vytvoření drátů optimalizovat. Výsledkem celého procesu byla struktura s oxidickou matricí, jejíž póry byly z velké části zaplněny mědí.
|
|
|
Nanostructured surfaces for electrochemical detection
Dzuro, Matej ; Hrdý, Radim (oponent) ; Drbohlavová, Jana (vedoucí práce)
This work deals with the preparation of gold nanostructures for future usage in electrochemical sensors and biosensors, methods for their characterization and production. The emphasis is focused on the template-based electrodeposition method of gold and on study of the effect of manufacturing conditions on physical properties, mainly electrical and topological of nanostructures. Thesis is focused also on overall function and sensitivity of the gold nanostructured electrode.
|
|
|
Anodická oxidace hliníku a jeho slitin
Remešová, Michaela ; Julišová, Martina (oponent) ; Čelko, Ladislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zaměřuje na tvrdou anodickou oxidaci hliníku a jeho slitin. Jako experimentální materiály byly použity různé hliníkové materiály, vyrobené tvářením za studena a odléváním. Práce obsahuje údaje o chemickém složení jednotlivých základních materiálů, fotografie jejich mikrostruktury, výsledky drsnosti povrchů před a po anodické oxidaci, fotografie anodizovaných vrstev, měření tvrdosti vrstev oxidu. Pro studium byly použity metody světelné mikroskopie, rastrovací elektronové mikroskopie, povrchové profilometrie a měřeni mikrotvrdosti.
|
|
|
Měření odolnosti dekorativních vrstev na povrchu hliníku
Redr, Martin ; Jandová, Kristýna (oponent) ; Chladil, Ladislav (vedoucí práce)
Tato předkládaná diplomová práce je zaměřena na anodickou oxidaci hliníkového povrchu s následným utěsněním povrchu využívající středo-teplotní metody utěsnění. Rešerše v teoretické části práce je provedena v oblasti povrchových úprav hliníku a hliníkových slitin, kdy je pozornost věnována především anodické oxidaci hliníku, neboť je to nejrozšířeněji používaná povrchová úprava. Druhým probíraným a zároveň stěžejním tématem je proces utěsnění anodicky vytvořené vrstvy, který má zásadní vliv na kvalitu korozní odolnosti výsledného povrchu. V praktické části práce byla provedena řada experimentů anodické oxidace s následným utěsněním vrstvy na připravených hliníkových vzorcích a jejich následné vyhodnocení podle normy ČSN EN ISO 3210. Experimenty středo-teplotního utěsnění pak byly zaměřeny zejména na využití triethanolaminu (TEA), který se zdá být velmi perspektivní co se výsledné kvality utěsnění týče.
|
|
|
Preparation of nanostructures using nanoporous template
Dzuro, Matej ; Hrdý, Radim (oponent) ; Drbohlavová, Jana (vedoucí práce)
The aim of the work described in this paper is to prepare electrochemically an optical sensor consisting of TiO2 quantum dots (QDs) using nanoporous Al2O3 template in the first step and to modify the surface of QDs with gold layer by evaporation process, again using nanoporous template, in the second step. This easy, cheap and rapid approach provides homogenous and highly ordered distribution of both nanostructures on substrate. The final objective is to characterize the physical parameters and fluorescent properties of TiO2/Au sensor designed for optical detection of biomolecules such as DNA and proteins.
|
|
|
Elektrochemická impedanční spektroskopie jako charakterizační metoda modifikovaných nanostrukturovaných elektrod
Vrbová, Eva ; Urbánková, Kateřina (oponent) ; Hrdý, Radim (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá nanostrukturovanými povrchy, nanočásticemi a elektro- chemickými charakterizačními metodami, jako jsou cyklická voltametrie, diferenčně pulzní voltametrie a elektrochemická impedanční spektroskopie. Cílem této diplomové práce je teoretická rešerše problematiky výroby a charakterizace modifikovaných nano- strukturových elektrod. Součástí praktické části je výroba biomodifikovaných nanostruk- turovaných elektrod metodou anodizace W/Al vrstev s následnou galvanickou depozicí zlata nebo depozicí rtuti, modifikace těchto elektrod kyselinou 11-merkaptoundekanovou a bovine serum albuminem (BSA). Součástí práce jsou i SEM snímky nanostrukturova- ných elektrod, měření kontaktního úhlu těchto elektrod a vytvoření elektrického obvodu s následnou simulací průběhů.
|
|
|
Oxidation barriers prepared by electrochemical procedures
Mengyan, Tomáš ; Man, Ondřej (oponent) ; Jan, Vít (vedoucí práce)
The presented bachelor thesis deals theoretically with use of anodization procedures for preparation of self-organized porous oxide layers on aluminium. The techniques leading to different pore structures are summarized and the use of porous anodic alumina in various applications of nanotechnology are mentioned. The thesis is composed as initial entry-level theroretical study for prospective experimental work in the field of porous anodic alumina.
|
host ::
RSS.