|
|
Non-standard methods of current and voltage measurements
Talába, Michal ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
This work brings a study about non-conventional methods of voltage and current measurement, followed by a creation of magneto-resistive material based current sensor prototype, suitable for medium voltage switchgear from ABB. Outcome of the study is description of physical principle and the measurement principle of non-conventional methods. Outcome of the experimental part is a current sensor based on magneto-resistive component, which can measure magnetic field generated around a wire with flowing primary current. Through the magnetic field, the sensor can measure primary current flowing in the wire. Sensor was measured in range 0 – 1000 A, and its accuracy and linearity was approximately 6%. The main contribution of this work is the confirmation that this non-conventional method works for measurement of high currents. Based on the outcome, ABB can decide whether is this technology suitable for its product portfolio.
|
|
|
Electronic detector for thin-film gas microsensors
Rozštípil, Jakub ; Stehlík, Jiří (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
The general aim of Master’s thesis is to design and execute electronics in the SMT device view for thin film gas sensors and to study principle of gas sensor functionality based on semiconducting oxides. The SMT device contains temperature controller and electronics which is able to scan the concentration of gas on the sensor surface. It is designed for controlling of four sensors and has to communicate with computer for setting of initial conditions and scanning of concentration of gas. The practical part of Master’s thesis contains design and construction of electronics and software making.
|
|
|
Design and Simulation of Micro-Bolometer in MEMS Technology
Svatoš, Vojtěch ; Pekárek, Jan (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
Tato diplomová práce zkoumá problematiku detektoru infračerveného záření nazývaného bolometr. Cílem je pokrok v detekci infračerveného záření použitím odlišné absorpční vrstvy modifikovanou karbonovými nanotrubicemi. V teoretické části jsou uvedeny základní fyzikální pojmy z problematiky teplotního managmentu a základních fyzikálních vztahů bolometru. Design bolometru je představen a popsán. Teplotně mechanické simulace předvídají chování bolometru při detekci infračerveného záření. PSpice model je vytvořen a kombinuje termální a elektrické vlastnosti čipu bolometru. Dále je uveden proces výroby bolometru, které je detailně popsán.
|
|
|
New technique on a chip for rapid detection of biological materials
Pejović Simeunović, Jelena ; Foret,, František (referee) ; Táborský,, Petr (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
Tato práce navrhuje techniku separace a detekce na čipu pro kvantové tečky (QD, „quantum dots“) konjugované s různými proteiny, za účelem sledování vlivu vazebného činidla na potlačení intenzity uorescence QD způsobené konjugací s proteinem a za účelem provedení multianalytické imunoanalýzy k identifikaci malých množství daného proteinu. Za optimálních podmínek byly biokonjugované QD úspěšně odděleny od těch nezkonjugovaných během 10 minut. Částice a cílové roztoky byly smíchány a detekce na čipu byla provedena za pomoci zařízení vyvinutého v naší laboratoři. Byl použit pouze jeden zdroj excitačního světla v kombinaci s několika filtry pro různé emisní vlnové délky. Fluorescence emitovaná dvěma typy konjugovaných QD mohla být poté zaznamenána současně, protože QD emitovaly světlo na různých vlnových délkách, ačkoliv byly excitovány při stejné vlnové délce. Smícháním dvou typů QD biokonjugovaných se dvěma druhy proteinů a protilátek jsme dokázali detekovat imunokomplexní píky s různými plochami. Plocha pod píkem závisela na koncentraci QD a antigenů, na postupu reakcí protilátka–antigen a ukázalo se, že je lineárně korelována s koncentrací antigenu. Ukázali jsme, že kapilární elektroforéza QD na čipu může být použita jako citlivá technika pro detekci biologických molekul. Hlavními výhodami této metody jsou jednoduchost, malé požadavky na objem vzorku i činidla a také vysoká účinnost separace.
|
|
|
Energy harvester working on epidermis
Fecko, Peter ; Prášek, Jan (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
This work focuses on theoretical designing of a device harvesting energy from perspiration on human epidermis. Chemical composition of the human sweat was researched from articles and publications dealing with this problem. Following their results the approximate concentration values of ionic salts (and other substances) were established, also an adequate combination of electrode metals were examined, theoretically making the energy harvester functional. Next proposal described a draft and production procedures towards manufacturing the harvester. Evaluation of voltage stability and dependency was made on changes in ionic concentrations of the electrolyte, representing human sweat. Finally, the harvester cell was produced according to proposed manufacturing methods and the cell performance was measured.
|
|
|
Electronic instrument for environment monitoring during plants growing
Žák, Jaromír ; Kuchta, Radek (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
The main goal of this project is to make electronic instrument for monitoring environment during plants growing for Mendel University of Agriculture and Forestry in Brno. The new device will replace current analog recorder of temperature and humidity. New device will be extended by measuring atmospheric pressure, illumination and CO2 concentration. Main advantage of electronic measuring is better lucidity of gained values. New concept allows easier comparison new values with earlier measured data.
|
|
|
New nanodevices for electronics - fabrication and characterization
Márik, Marian ; Husák,, Miroslav (referee) ; Mikulík,, Petr (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
Táto práca sa zaoberá technikou výroby samousporiadaných nanoštruktúr pre elektrické aplikácie. Prototypy boli pripravené anodickou oxidáciou v dvoch dĺžkach a tromi rôznymi tepelnými úpravami. Štrukturálna charakterizácia bola spravená pomocou techniky SEM, TEM a EDX a vyhodnotenie nielen z štrukturálneho, ale aj z materiálového hľadiska. Jedinečná koreňová štruktúra samousporiadaných nanotyčiniek bola vyhodnotená a porovnaná po troch rôznych tepelných úpravách: po anodizácii, po vákuovom žíhaní, a po žíhaní vo vzduchu. Všetky prototypy obsahujú nanotyčinky s amorfnou štruktúrou, ale našli sa však aj nanokryštály pod koreňovými štruktúrami. Elektrická charakterizácia prototypov ukázala: odporové spínacie správanie (RS), diódové charakteristiky a charakteristiku podobnú pre diódy s kapacitorom. Aktívny povrch pre spínací mechanizmus je v hornej časti nanoštruktúr na rozhraní nanotyčiniek a zlatej elektródy. Výška Schottkyho bariéry na rozhraní Ti / TiO2 bola vypočítaná dvoma spôsobmi a pre všetky tri zariadenia bola nižšia ako 1,11 eV.
|
|
|
PROGRESS TOWARD THE DEVELOPMENT OF SINGLE NANOWIRE-BASED ARRAYS FOR GAS SENSING APPLICATIONS
Chmela, Ondřej ; Vrňata, Martin (referee) ; Macák, Jan (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
Tato práce se zabývá vývojem platforem na bázi křemíkového substrátu pro selektivní integraci polovodivých nanostruktur oxidu kovu (MOX) a jejich použití v perspektivních mobilních zařízeních jako vysoce citlivé a selektivní prvky pro detekci analytů plynů. Polovodičové nanostruktury MOX, například nanodráty, prokázaly lepší schopnosti pro snímání plynů včetně citlivosti, stability a do jisté míry také selektivity, ve srovnání s jejich protějšky na bázi vrstev. Rovněž použití jednoho (nebo několika) nanodrátů zapojených paralelně se ukázalo jako ideální architektura pro dosažení dobře definovaného vodivého kanálu snadno modulovatelného interakcemi na přechodu plynná-pevná látka. Dosavadní způsoby integrace struktur na bázi jednoho nanodrátu do funkčních zařízení však stále představují technologickou výzvu, protože většina metod vyžaduje asistenci technik, jako je soustředěný iontový paprsek (FIB), který omezuje škálovatelnost a zvyšuje náklady a čas výroby. V této souvislosti je práce zaměřena na optimalizaci technologických procesů pro výrobu systémů založených na elektrodových polích s jedním polovodivým nanodrátem. V této práci byly vyvinuty tři verze elektrodových platforem pro selektivní integraci jednoho nanodrátu z MOX materiálu citlivého na plyn. Jako klíčové technologie výroby byly použity nejmodernější vícestupňové výrobní postupy a litografie s využitím elektronového paprsku (nanofabrikace), které umožňují vývoj elektrodových polí s přímými nanoelektrodami, ale i dalších funkčních nanostruktur. Výsledky demonstrují výrobu elektrodové platformy s přímými nanoelektrodami (šířky 100–300 nm), na kterých se nachází úzká dielektrická okna s šířkou blízké průměru nanodrátu (přibližně 100–200 nm). Tyto nanoelektrody byly použity jako mechanická podpora pro zarovnání jednoho nanodrátu a rovněž jako elektrické kontakty pro měření elektrické změny nanodrátu během detekování plynu. Výsledky také zahrnují optimalizaci technik pro odstraňování a opětovné nanášení nanodrátů pro dosažení jedno nanodrátových propojení v poli paralelních elektrod pomocí střídavého elektrického pole jako jednoduché a účinné metody pro zarovnávání nanodrátů (dielektroforéza). Ověření těchto systémů vůči různým plynným látkám (oxidačním a redukčním plynům) bylo provedeno za použití nefunkcionalizovaných a Pt-funkcionalizovaných WO3 nanodrátů syntetizovaných pomocí aerosolové chemické depozice par (AACVD) a topného prvku na bázi tlusté vrstvy na korundové keramice (s provozní teplotou 250 °C), sestaveného spolu s elektrodovou platformou na pouzdru TO-8. Snímací vlastnosti takových systémů vykazovaly lepší citlivost v odporovém režimu na oxid dusičitý (NO2) a ethanol (EtOH) než jejich protějšky využívající nanodrátových filmů. Poslední verze systému pro snímání plynu vyvinutého v této práci (popsaná jako třetí generace čipů) obsahuje třetí izolovanou elektrodu zabudovanou (utopenou) pod citlivým nanodrátem pro zvýšení detekční schopnosti snímání plynu. Testy odezvy na vodík (H2) a oxid dusičitý (NO2) potvrdily zvýšenou funkčnost tohoto systému modulující odezvu senzoru pomocí externího elektrického napětí na utopené elektrodě.
|
|
|
Patterning of excitable cells on multi-electrode arrays
Slavík, Jan ; doc. RNDr. Petr. Skládal, CSc. (referee) ; Průcha,, Jaroslav (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
Práce se zabývá zarovnáváním excitabilních buněk na multielektrodových polích. Nejprve bylo analyzováno zarovnávání excitabilních buněk. Byly použity embryonální neurony z hippocampusu potkanů a HL-1 buňky, které jsou odvozeny z AT-1 linie nádorových myších atriálních kardiomyocytů. Zarovnávání bylo testováno na drážkovaných površích a na površích s materiály s různou buněčnou afinitou. Bylo prokázáno, že na drážkových površích se ve směru drážek zarovnávají neurony i HL-1 buňky, ale na površích s různou chemickou affinitou se zarovnávají pouze neurony. Dále byly vyrobeny vlastní multielektrodová pole, na těchto multielektrodových polích byly kultivovány HL-1 buňky a byl změřen a analyzován akčních potenciál HL-1 buněk. Cílem bylo prokázat, že je možné měřit akční potenciál na vyrobených multielektrodových polích. Pro zarovnání buněk na multielektrodovém poli bylo vyrobeno speciální multieletrodové pole s uniformním povrchem. Toto multielektrodové pole je nazýváno planární multielektrodové pole. Planární multielektrodové pole bylo vyrobeno speciálním vyrobním procesem. Vrstvy planárního multielektrodového pole byly deponovány na pomocný substrát v opačném pořadí. Pomocný substrátem pro depozici byla křemíková deska, na který byla nadeponována další pomocná vrstva zlata. Horní izolační vrstva planárního multielektrodové pole byla deponována jako první a nejspodnější vrstva substrátu byla nadeponována jako poslední. Planární multielektrodové pole i s pomocnou zlatou vrstvou bylo strhnuto s křemíku díky nízké adhezi zlata ke křemíku a planární multielektrodové pole se otočilo vzhůru nohama. Pomocná zlatá vrstva byla odstraněna mokrým leptadlem a tím bylo planární multielektrodové pole dokončeno. Na planárním multielektrodovém poli byly zarovnány HL-1 buňky do pruhů chemickou metodou pomocí kombinace otisku adhezní látky a následným potažení neotisklých ploch anti-adhezní látkou. Elektrofyziologické vlastnosti zarovnaných HL-1 buněk byly změřeny pomocí planárního multielektrodového pole. Tímto experimentem byla představena výrobní technologie pro výrobu planárních multielektrodových polí a toto planární multielektrodové pole bylo úspěšně testováno pro zarovnání HL-1 buněk na jeho povrchu kombinací otisku adhezní látky a potahování antiadhezivním činidlem.
|
|
|
Low power MEMS heating membrane
Svatoš, Vojtěch ; Pekárek, Jan (referee) ; Hubálek, Jaromír (advisor)
The aim of this thesis is to create the MEMS heating membrane with low power consumption. This work includes the main of design and fabrication processes of these heating elements. It was decided that the final sample will be created as suspended membrane type of the structure. It the end of the thesis there is detailed overview of the whole fabrication processes used for fabrication of final samples and the experiment to prove the resistance due to thermal stress.
|
guest ::
RSS feed.