|
|
Study of Optical and Electrical Properties of Biomaterials
Flimelová, Miroslava ; Táborský, Petr (referee) ; Drbohlavová, Jana (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Studium nových materiálů potenciálně využitelných pro organickou elektroniku a fotoniku získává velmi důležitý význam z hlediska ekologie. Tato práce je zaměřena na studium vlastností biologických materiálů, které by našly uplatnění v aplikační sféře. Zájem o znalosti v oblasti základních a pokročilých vlastností organických a biologických materiálů, které mohou být potenciálně využity v oblasti organické elektroniky a fotoniky přináší nové otázky, které mohou přispět k rozvoji této oblasti. Ke studiu základních procesů souvisejících s optickými a elektrickými vlastnostmi materiálů, jako je například přenos náboje, jsme využili různé techniky a metody charakterizace. První část práce je zaměřena na souhrn vlastností anorganických a organických materiálů umožňující jejich možné využití v organické elektronice a fotonice, druhá část práce poskytuje nejnovější přehled z oblasti pokročilých biologických materiálů a jejich vlastností související se záměrem této práce. Třetí část práce pak shrnuje experimentální metody a shrnuje získané výsledky. Nakonec je diskutován vztah mezi pozorovanými jevy a strukturou studovaných materiálů na molekulární úrovni.
|
|
|
Organic solar cells
Sionová, Marcela ; Navrátil, Jiří (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
This bachelor thesis concentrates on the properties characterization of new organic materials for solar cells. In the theoretical part, there is a solar cells themed literature search and a description of the fotovoltaic energy conversion. The practical part includes the preparation of solar cells with classic and invert structure and comparsion their efficiency on transparent electrodes from a different producers.
|
|
|
Study of optoelectrical properties of organic semiconductor thin film layers
Pospíšil, Jan ; Weiter, Martin (referee) ; Zmeškal, Oldřich (advisor)
The thesis is focused on the study of electric and dielectric properties of thin film organic materials that can be used as an active layer of photovoltaic cells. Primarily were studied the properties of the layers on the glass substrates, which consist of a thin active layer of phthalocyanines. On the samples were first measured current-voltage characteristics (in the dark and during the exposure) and the basic parameters of the photovoltaic conversion were determined. Finally were measured frequency dependencies (impedance spectra, in the dark and during the exposure) and the parameters of a model of the structure with organic semiconductor were determined. The obtained results will be used to optimize the properties of photovoltaic cells.
|
|
|
Advanced materials for organic electronics and bioelectronics
Šudomová, Lucie ; Márová, Ivana (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
This bachelor thesis focuses on the characterization of organic materials with semiconductor properties in terms of their potential use in bioelectornic applications. The theoretical part is summarizing the basic characteristics of organic materials for organic electronics and bioelectronic. There are mentioned basic structures and general properties of relevant substances. This part of the thesis also describes the basic principles of devices for bioelectronic applications and its use. Practical part includes preparation of thin films of two types substances: on the basis of low-molecular organic substances (6,13-bis(triisopropylsilylethynyl) pentacene and diketopyrrolopyrrole) and another based on polymers (Poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) and Poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrene sulfonic acid) and). The first part of the experiment is focused on the characterization of the properties of used substances. The second part examines microbial biocompatibility
|
|
|
Organic materials for organic field-effect transistors and electrochemical transistors
Stříteský, Stanislav ; Weis,, Martin (referee) ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Tato práce je zaměřena na studium vlastností organických polovodivých materiálů se zaměřením na jejich vodivost a pohyblivost nosičů náboje. Hlavním cílem této práce je objasnit vztah mezi chemickou strukturou organických polovodičů a jejich vlastnostmi. Teoretická část práce je zaměřena na základy organických polovodičů, transport náboje a přehled vlastností organických polovodivých materiálů, které vedly k jejich aplikaci v polních a elektrochemických tranzistorech. Experimentální část představuje přehled použitých materiálů, způsoby jejich přípravy a charakterizační metody. V rámci výsledkové části bylo vyvinuto nebo optimalizováno několik metod pro přípravu tenkých vrstev a následně byl studován jejich vliv na výkon organických polem řízených tranzistorů. Byly charakterizovány a diskutovány relevantní vlastnosti nových organických polovodivých materiálů se zaměřením na pohyblivost nosičů náboje. Byla charakterizována a diskutována biokompatibilita několika organických polovodičů. Elektrické vlastnosti, stabilita a biokompatibilita elektroaktivních polymerních inkoustů na bázi PEDOT:PSS byla charakterizována a diskutována s ohledem na jejich možné použití v bioelektronice. Nakonec byl zkonstruován organický bioelektronický senzor pro detekci fyziologické odpovědi kardiomyocytů na základě studovaných materiálů.
|
|
|
Semiconductor microstructures for cellular photostimulation
Tvrdoňová, Anna ; Weiter, Martin (referee) ; Glowacki, Eric Daniel (advisor)
Peroxid vodíku (H2O2) je metastabilní reaktivní forma kyslíku, která reguluje mnoho biologických drah. Úloha H2O2 v biologických procesech závisí na jeho lokální koncentraci, v malém množství (nM) může působit jako signální molekula, zatímco vyšší koncentrace mohou mít cytotoxické účinky. Cílem této práce bylo vytvoření fotosenzitivních mikročástic, které by produkovaly fyziologické množství peroxidu vodíku pro regulaci signálních drah v kultivovaných buňkách. Navrhované mikročástice jsou organické fotovoltaické struktury bez substrátu, které produkují H2O2 fotofaradickou redukcí molekulárního kyslíku. Produkce peroxidu probíhá za současné oxidace donoru elektronů přítomného v elektrolytu. Částice mají rozměry v řádu mikrometrů, zatímco jejich tloušťka nepřekračuje 100 nm. Fotofaradické reakce jsou poháněny červeným světlem (660 nm), které může pronikat tkáněmi, což umožňuje potenciální aplikace mikročástic in vivo. Práce se bude zabývat optimalizací výroby mikročástic a charakterizací produkce H2O2.
|
|
|
Novel organic materials for bioelectronic applications
Tumová, Šárka ; Vojtová, Lucy (referee) ; Humpolíček,, Petr (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Tato práce je zaměřena na materiálový výzkum v oblasti organické bioelektroniky. Jejím cílem je charakterizovat a optimalizovat nové materiály pro budoucí generaci bioelektronických tranzistorových zařízení. Tato zařízení jsou v práci nejdříve představena. Následně jsou uvedeny nejvyužívanější materiály používané jako jejich aktivní vrstva a výzvy, které s sebou přinášejí a které tato práce řeší. Pozornost je věnována zejména polymeru PEDOT:PSS, který patří mezi nejstudovanější a nejpoužívanější materiály pro bioelektroniku. Přes všechny výhodné vlastnosti ale tento materiál vykazuje nedostatečnou slučitelnost s živým organismem. Tato práce diskutuje možnosti, jak tento problém překonat a shrnuje přístupy, které již byly k tomuto účelu využity. V experimentální části jsou pak navrženy a realizovány konkrétní úpravy materiálu PEDOT:PSS, jejichž cílem je poskytnout nový materiál vhodný pro využití v bioelektronice, představující zdokonalenou náhradu polymeru PEDOT:PSS, zejména s ohledem na slučitelnost s živým organismem. Nejdříve je ukázána úprava povrchu materiálu PEDOT:PSS peptidem RGD s cílem optimalizovat interakce materiálu s buňkami. Peptid je na povrch polymeru vázán za využití fotochemického přístupu pomocí molekuly sulfo-SANPAH. Úspěšnost této povrchové úpravy byla studována několika metodami a její vliv na slučitelnost materiálu s živými organismy byl zjišťován MTT testem. Dále se experimentální část zabývá charakterizací a optimalizací vlastností materiálu PEDOT:DBSA. Pro zvýšení dlouhodobé stability tohoto materiálu bylo studováno jeho síťování za využití síťovadel GOPS a DVS. Proces zahrnující molekulu GOPS byl následně detailněji studován, bylo zjišťováno optimální množství tohoto dopantu pro získání stabilní tenké vrstvy, jeho dopad na elektrické vlastnosti polymeru PEDOT:DBSA, vliv teploty na aktivitu dopantu a mechanismus síťování. Elektrické vlastnosti tenkých vrstev studovaných materiálů byly následně upraveny ošetřením kyselinou sírovou. Dlouhodobá stabilita takto připravených vrstev ve vodném prostředí byla zkoumána delaminančním testem, jejich slučitelnost s živým organismem MTT testem a elektrické vlastnosti čtyřbodovou sondou. Studované materiály byly následně aplikovány jako aktivní materiál modelových tranzistorů a jejich chování bylo pozorováno s cílem zjistit potenciál připravených PEDOT:DBSA vrstev pro bioelektroniku. Poslední kapitola experimentální práce je věnována přípravě vodivého PEDOT:PSS hydrogelu za využití molekuly DBSA. Cílem této studie bylo připravit stabilní hydrogelové struktury umožňující snadnou manipulaci, a navrhnout platformu pro jejich spolehlivou elektrickou charakterizaci. Za využití reologických měření byla zjišťována optimální koncentrace DBSA dopantu vedoucí k požadované struktuře a závislost mechanických vlastností hydrogelu na jeho složení. Poté probíhala optimalizace platformy pro elektrická měření. Byla studována vhodnost interdigitovaného elektrodového systému a optimální materiál elektrod. Platforma byla upravena tak, aby se zamezilo vysychání hydrogelu v průběhu jeho charakterizace a bylo dosaženo rovnováhy systému. Vhodnost navržené platformy byla testována dlouhodobým měřením volt-ampérových charakteristik studovaného hydrogelu.
|
|
|
Novel materials for organic and hybrid electronics and photonics
Kratochvíl, Matouš ; Yumusak,, Cigdem (referee) ; Táborský, Petr (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Obor organické elektroniky nabízí jedinečnou možnost masové výroby levné a ekologicky přívětivé elektroniky. Otevírá dveře novým funkcím a tvarům zařízení, které standardní elektronika na bázi kovu a křemíku neumožňuje Možnosti dané povahou organických látek a pokrok ve výzkumu syntézy nás zásobují novými materiály pro fotonické aplikace. Hlavní motivací této práce je hledání nových materiálů a zkoumání vztahu mezi jejich molekulární (a krystalickou) strukturou a vlastnostmi. Tato práce je zaměřena na studium optických a/nebo elektrických vlastností nových materiálů pro fotonické aplikace. Materiály prezentované v práci jsou organické i hybridní organicko-anorganické, u nichž je snaha získat to nejlepší z obou světů. Výzkum prezentovaný v této práci se skládá ze tří samostatných částí, které jsou propojeny cílem studovat vztah mezi strukturou materiálu a jeho vlastnostmi a metodami používanými ke studiu těchto vlastností. První část si klade za cíl představit materiály vykazující účinnou fluorescenci v pevné fázi (Solid-State Fluorescence, SSF). V této práci jsou prezentovány dvě série materiálů vykazujících SSF. Barva emise je řízena změnami skupin přitahujících elektrony v push-pull systémech molekul. Výsledky ukazují efektivní (>10%) emise pokrývající většinu viditelného spektra (~450–650 nm). Druhá část prezentovaného výzkumu zkoumá vliv thionace na známou skupinu nízkomolekulárních polovodičů – diketopyrrolopyrrolů (DPP). Prezentované výsledky ukazují ve studovaných molekulách výraznou preferenci n-typové chování následkem thionace, s řádovým zvýšením pohyblivosti elektronů, a také působivě nízko ležící hladiny LUMO (~ 4,5 eV). Třetí část uvedených výsledků je zaměřena na perovskitové materiály pro fotonické aplikace. Hybridní materiál – organo-olovnato-halogenidový perovskit je již téměř půldruhého desetiletí v centru pozornosti výzkumníků v oblasti pokročilé fotoniky. Perovskitové solární články prokazují pozoruhodnou účinnost, avšak jejich využití stále brání problémy se stabilitou. V této práci je prezentována studie stability jako referenční bod pro další výzkum v této oblasti a pro získání vhledu do procesů ovlivňujících stabilitu perovskitových materiálů a solárních článků. Následně je navržen a otestován přístup ke zvýšení stability a výkonu článků, využívající materiály studované ve druhé studii.
|
|
|
Preparation and optimization of perovskite solar cells
Puváková, Alžbeta ; Zmeškal, Oldřich (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Perovskite solar cells are part of third generation of solar cells and thanks to their atractive properties they are potencional candidates for replacement of silicon solar cells. Inverted planar structure of perovskite solar cells is possible to prepare by low temperature methods and by solution processing techniques. Main aim of this thesis was to prepare and characterize inverted planar perovskite solr cells with a different modification of structure. Perovskite solar cells was prepared with following structures: reference perovskite solar cells, perovskite solar cells with only a perovskite layer, perovskite solar cell without electron transport and perovskite solar cell without hole transport layer. They were prepared simultaneously by spin coating. Methods used for a characterisation of a parameters of this cells were current-voltage characteristic, impedance spektroskopy, meassure of external quantum efficiency and electrolumiscence. Reference perovskite solar cell reached best results folowed by solar cell without hole transport layer. Lowest results were gained by perovskite solar cell without electron transport layer and perovskite solar cell with only perovskite layer, where increased recombination and acumulation of charge were observed,
|
|
|
Organic materials for organic field-effect transistors and electrochemical transistors
Stříteský, Stanislav ; Weis,, Martin (referee) ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Tato práce je zaměřena na studium vlastností organických polovodivých materiálů se zaměřením na jejich vodivost a pohyblivost nosičů náboje. Hlavním cílem této práce je objasnit vztah mezi chemickou strukturou organických polovodičů a jejich vlastnostmi. Teoretická část práce je zaměřena na základy organických polovodičů, transport náboje a přehled vlastností organických polovodivých materiálů, které vedly k jejich aplikaci v polních a elektrochemických tranzistorech. Experimentální část představuje přehled použitých materiálů, způsoby jejich přípravy a charakterizační metody. V rámci výsledkové části bylo vyvinuto nebo optimalizováno několik metod pro přípravu tenkých vrstev a následně byl studován jejich vliv na výkon organických polem řízených tranzistorů. Byly charakterizovány a diskutovány relevantní vlastnosti nových organických polovodivých materiálů se zaměřením na pohyblivost nosičů náboje. Byla charakterizována a diskutována biokompatibilita několika organických polovodičů. Elektrické vlastnosti, stabilita a biokompatibilita elektroaktivních polymerních inkoustů na bázi PEDOT:PSS byla charakterizována a diskutována s ohledem na jejich možné použití v bioelektronice. Nakonec byl zkonstruován organický bioelektronický senzor pro detekci fyziologické odpovědi kardiomyocytů na základě studovaných materiálů.
|
guest ::
RSS feed.