|
|
Nanostructures for advanced plasmonic applications
Kejík, Lukáš ; Brzobohatý,, Oto (oponent) ; Dostálek,, Jakub (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Plasmonics, characterized by the coupling of free electron oscillations in metals with electromagnetic waves, has come to the forefront with advancements in nanotechnology. This synergy results in remarkable properties of nanoscale objects, characterized by confined and enhanced electromagnetic fields. These features pave the way for a wide array of nanostructure applications, spanning biosensing, emission enhancement, solar energy harvesting, and optical component substitution. This dissertation is centered on the application of plasmonic nanostructures, primarily focusing on planar optical components known as metasurfaces. Additionally, it explores their use in photocatalytic applications, harnessing the energetic hot charge carriers generated through plasmonics. The dissertation begins with an introduction to the theoretical foundations of plasmonics, highlighting key parameters governing plasmonic properties and providing an overview of its most compelling applications. Subsequently, it comprises four experimental sections which show the utilization of plasmonic nanostructures for various purposes, including the phase of light control, dynamic metasurfaces, investigations of inner crystallinity effects, and the utilization of hot charge carriers in photoelectrochemical systems. These studies share a common theme of employing advanced or less conventional materials, such as vanadium dioxide or transition metal dichalcogenides, within the realms of plasmonics and nanotechnology.
|
|
|
Tištěné fotoelektrochemické UV senzory
Vrbková, Kateřina ; Syrový, Tomáš (oponent) ; Dzik, Petr (vedoucí práce)
Tato práce pojednává o senzorech, určených k detekci ultrafialového záření. Možnosti konstrukce UV senzorů je celá řada. Vždy je však jako citlivá složka užita polovodičová součástka. Nejběžnějším materiálem pro tento účel je oxid titaničitý. V elektronice je užíván převážně díky svým vhodným fyzikálním a chemickým vlastnostem a dobré chemické stabilitě. Hlavním cílem práce je příprava fotoelektrochemického článku a zhotovení gelového elektrolytu, který uzavře elektrický obvod katody a anody a umožní tak volný průchod elektronů. Pro představu o výrobě takového senzoru je v teoretické části věnována konkrétním metodám celá kapitola, včetně elektrochemické metody, na které je založen náš senzor.
|
|
|
Optimalizace gelového elektrolytu pro tištěný UV senzor na bázi fotoelektrochemického článku
Vrbková, Kateřina ; Gemeiner,, Pavol (oponent) ; Dzik, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá konstrukcí fotoelektrochemického článku, určeného k detekci ultrafialového záření a ověření jeho využitelnosti jako senzoru UV záření. Vyráběný fotoelektrochemický článek obsahuje senzorickou vrstvu fotoaktivního polovodiče oxidu titaničitého, uhlíkové elektrody a polymerní elektrolyt na bázi poly(vinyl alkoholu). Senzorická vrstva umožňuje detekci UV záření za následného generování fotoproudu. Fotoelektrochemický článek je vyráběn technikami materiálového tisku, přesněji sítotiskem, tamponovým tiskem a inkoustovým tiskem. Vrstva gelového elektrolytu byla charakterizována optickou mikroskopií a reometrií. Funkčnost senzoru byla ověřena užitím elektroanalytických metod měření.
|
|
|
Utilization of porous anodic alumina for fabrication of nanostructured layers and their photoelectrochemical and optical applications
Lednický, Tomáš ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Sulka, Grzegorz (oponent) ; Bendová, Mária (vedoucí práce)
Porous anodic alumina (PAA) is an oxide layer formed by anodic oxidation of aluminium. In addition to its vast industrial use, its popularity has exponentially expanded into the field of nanotechnology due to the discovery of the self-ordering growth of PAA, leading to a honeycomb-like nanostructure. Together with a simple fabrication and tuneable properties, PAA represents an inexpensive alternative to the nanoscale world. In the same spirit, this PhD thesis deals with methods utilizing the PAA to fabricate functional nanostructures. The first part of the thesis is focused on the PAA-assisted formation of titanium dioxide (TiO2) nanocolumn arrays and their possible application as photoanodes for the water-splitting reaction. TiO2 nanocolumns are formed by anodisation of superimposed Al layer over titanium substrate being so-called ‘PAA-assisted anodisation’. The present study demonstrates the electrochemical properties and photoelectrochemical performance of nanocolumns formed from nitrogen-enriched substrates modified by various thermal treatments. The major finding was that their hollow morphology causes their poor performance. This issue was addressed by developing a novel anodising strategy that originates from the extensive study of anodising parameters and their effect on the morphology and stability of nanocolumns. The second part demonstrates the fabrication of well-ordered gold nanoparticles (AuNPs) on a transparent substrate as a localized surface plasmon resonance (LSPR) sensor element. A key-stone of this multidisciplinary method is a combination of a self-ordering behaviour of PAA that produces the template for controlled solid-state dewetting (SSD) of a subsequently deposited thin film of gold. This work includes the detailed technical aspects of complete fabrication, starting with the template production from an aluminium sheet to forming AuNPs and their transfer to a transparent substrate. This part is concluded with the characterization of fabricated AuNP nanocomposites with a practical comparison of their bulk refractive index sensitivity and stability in time. Results show this large-scale and inexpensive technique can easily compete with other, more demanding, AuNP fabrication technologies.
|
|
|
Utilization of porous anodic alumina for fabrication of nanostructured layers and their photoelectrochemical and optical applications
Lednický, Tomáš ; Vanýsek, Petr (oponent) ; Sulka, Grzegorz (oponent) ; Bendová, Mária (vedoucí práce)
Porous anodic alumina (PAA) is an oxide layer formed by anodic oxidation of aluminium. In addition to its vast industrial use, its popularity has exponentially expanded into the field of nanotechnology due to the discovery of the self-ordering growth of PAA, leading to a honeycomb-like nanostructure. Together with a simple fabrication and tuneable properties, PAA represents an inexpensive alternative to the nanoscale world. In the same spirit, this PhD thesis deals with methods utilizing the PAA to fabricate functional nanostructures. The first part of the thesis is focused on the PAA-assisted formation of titanium dioxide (TiO2) nanocolumn arrays and their possible application as photoanodes for the water-splitting reaction. TiO2 nanocolumns are formed by anodisation of superimposed Al layer over titanium substrate being so-called ‘PAA-assisted anodisation’. The present study demonstrates the electrochemical properties and photoelectrochemical performance of nanocolumns formed from nitrogen-enriched substrates modified by various thermal treatments. The major finding was that their hollow morphology causes their poor performance. This issue was addressed by developing a novel anodising strategy that originates from the extensive study of anodising parameters and their effect on the morphology and stability of nanocolumns. The second part demonstrates the fabrication of well-ordered gold nanoparticles (AuNPs) on a transparent substrate as a localized surface plasmon resonance (LSPR) sensor element. A key-stone of this multidisciplinary method is a combination of a self-ordering behaviour of PAA that produces the template for controlled solid-state dewetting (SSD) of a subsequently deposited thin film of gold. This work includes the detailed technical aspects of complete fabrication, starting with the template production from an aluminium sheet to forming AuNPs and their transfer to a transparent substrate. This part is concluded with the characterization of fabricated AuNP nanocomposites with a practical comparison of their bulk refractive index sensitivity and stability in time. Results show this large-scale and inexpensive technique can easily compete with other, more demanding, AuNP fabrication technologies.
|
|
|
Optimalizace gelového elektrolytu pro tištěný UV senzor na bázi fotoelektrochemického článku
Vrbková, Kateřina ; Gemeiner,, Pavol (oponent) ; Dzik, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá konstrukcí fotoelektrochemického článku, určeného k detekci ultrafialového záření a ověření jeho využitelnosti jako senzoru UV záření. Vyráběný fotoelektrochemický článek obsahuje senzorickou vrstvu fotoaktivního polovodiče oxidu titaničitého, uhlíkové elektrody a polymerní elektrolyt na bázi poly(vinyl alkoholu). Senzorická vrstva umožňuje detekci UV záření za následného generování fotoproudu. Fotoelektrochemický článek je vyráběn technikami materiálového tisku, přesněji sítotiskem, tamponovým tiskem a inkoustovým tiskem. Vrstva gelového elektrolytu byla charakterizována optickou mikroskopií a reometrií. Funkčnost senzoru byla ověřena užitím elektroanalytických metod měření.
|
|
|
Tištěné fotoelektrochemické UV senzory
Vrbková, Kateřina ; Syrový, Tomáš (oponent) ; Dzik, Petr (vedoucí práce)
Tato práce pojednává o senzorech, určených k detekci ultrafialového záření. Možnosti konstrukce UV senzorů je celá řada. Vždy je však jako citlivá složka užita polovodičová součástka. Nejběžnějším materiálem pro tento účel je oxid titaničitý. V elektronice je užíván převážně díky svým vhodným fyzikálním a chemickým vlastnostem a dobré chemické stabilitě. Hlavním cílem práce je příprava fotoelektrochemického článku a zhotovení gelového elektrolytu, který uzavře elektrický obvod katody a anody a umožní tak volný průchod elektronů. Pro představu o výrobě takového senzoru je v teoretické části věnována konkrétním metodám celá kapitola, včetně elektrochemické metody, na které je založen náš senzor.
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.