|
|
A Review of the Li-ion Battery in-situ Experiments in Scanning Electron Microscope
Trochta, David ; Klvač, Ondřej ; Kazda, Tomáš
This paper focuses on the description of in-situ experiments with lithium-ion batteries in a scanning electron microscope during cycling. With these experiments, we are able to better understand the working principles and internal processes of Li-ion batteries and improve their efficiency, reliability, and safety based on this knowledge. However, conducting these experiments poses several challenges, which are described in the paper, along with ways in which they can be partially mitigated.
|
|
|
Interconnection of three-dimensional printing, material science and bone tissue engineering for creating ideal bone scaffolds
Šromová, Veronika
The interconnection of three-dimensional (3D) printing, material science, and bone tissue engineering holds immense promise in the realm of scaffold development for bone repair. This work delves into the intricate interplay between various factors influencing the success hydroxyapatite biomaterials in bone regeneration, including material selection, porosity, structural design, surface modification, and other mechanical characteristics. Our aim is the pursuit of ideal biomaterials possessing both favorable biological responses and mechanical integrity. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) is used to analyze the chemical structure of the material, particularly the chemical bonds present. Using SEM, we were subsequently able to analyze the microstructure and nanostructure of the 3D printed hydroxyapatite sample.
|
|
|
Novel materials for sensing and biosensing
Jyoti, Jyoti ; Mayorga, Paula (referee) ; Cho, Nam-joon (referee) ; Pumera, Martin (advisor)
Materiály na bázi 2D použité ve 3D tištěných elektrodách a nano/mikromotorech se staly špičkovými technologiemi. Získaly širokou pozornost díky svým výjimečným charakteristikám, které je předurčují pro použití v senzorových a biosenzorových aplikacích. Výzkum nabízí cenné vhledy prostřednictvím systematického výzkumu za účelem podpory pokroku v senzorových technologiích. 3D tištěné elektrody z nanouhlíku eliminují potřebu konvenčních elektrod tím, že poskytují výhody jako snadnou výrobu, rychlou produkci, vynikající přesnost a přizpůsobení tvarů v závislosti na našich požadavcích. V důsledku toho zjištění této práce zdůrazňují univerzálnost 3D tištěných elektrod z nanouhlíku v aplikacích, které zahrnují fenoly, pesticidy a biosensing, zejména detekci DNA. Dále jsme zkoumali aktivní kvantové materiály na bázi mikromotorů pro detekci DNA, stejně jako aplikace pro bezpečnost potravin. Tato technologie příští generace kombinuje atraktivní vlastnosti kvantových materiálů spolu s jejich autonomní pohyblivostí jako mikromotory, což detekci urychluje a nabízí cenově dostupné platformy pro senzoriku a bioanalýzu. Řešením výzev souvisejících s využitím analytu, zejména těch s rychlou akcí a toxicitou, práce zkoumá pokročilé metody detekce, které zahrnují moderní technologie nabízející inovativní řešení. Zjištění přispívají k probíhající evoluci technologií nezbytných pro řešení současných výzev v analytické chemii a bioanalytické chemii.
|
|
|
Evaporation of thin films using intense laser light observed operando in a scanning electron microscope
Boleloucká, Eliška ; Ukropcová, Iveta (referee) ; Nováček, Zdeněk (advisor)
This work focuses on the modification of the sample surface using intense laser light. This is one of the desired features of the new generation of multifunctional SPM probes, which are under development. In the first chapter is introduced the SPM probe itself, which allows correlative measurements. Following section contains the implementation of the intense laser light into the electron microscope chamber, together with the modification made to the detection branch of the microscope. The COMSOL Multiphysics software environment is used to simulate the interaction of the laser light with the sample surface. The results of the simulations of the temperature field in the sample are then compared with the results of the direct interaction of the sample surface with the laser light in the electron microscope chamber.
|
|
|
Utilizing of Electron Microscopy for Nanoparticle Detection in Selected Food
Boriková, Natália ; Hrabalová, Vendula (referee) ; Dzurická, Lucia (advisor)
This bachelor thesis deals with the detection of nanoparticles in selected food products using electron microscopy. Specifically, silver pearls, silver powder and food grade whiteness were selected for this purpose. Nanoparticles themselves can have a negative effect on the human body in high concentrations. They need to meet certain legislative standards. The main focus of this bachelor thesis is how nanoparticles could be detected in food. The theoretical part provides an insight into the properties of nanoparticles, their applications and describes methods for their determination, primarily with an emphasis on electron microscopy. In the practical part, solvents with artificially added nanoparticles were prepared and served as standards. Two samples were prepared from selected foods – with and without the addition of nanoparticles. They were analysed using low-energy electron microscope of LVEM 25E type along with elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS). The results provide the compositions of the foodstuffs in question and information on the presence of nanoparticles on their own. This research contributes to a better understanding of their characteristics and safety.
|
|
|
Low energy cements based on clinker phases
Šmeral, Miloslav ; Koplík, Jan (referee) ; Bartoníčková, Eva (advisor)
This thesis deals with low-energy cements and the effect of dopants on their hydration, specifically copper and sulfur. The theoretical part summarizes the general information about clinker minerals, their low-energy/low-carbon alternatives and sustainability in the cement industry. Additionally, possible synthesis of clinker minerals are described. In the experimental part, methods for the preparation of doped tricalcium aluminate and the analysis of the synthesized products are presented. The sulfur doped tricalcium aluminate had the highest hydration heat. On the other hand, copper doped tricalcium aluminate and tricalcium aluminate in combination of these dopants exhibited lower hydration heat. The presence of the dopants also affected the composition of the hydration products.
|
|
|
Development of a method for simultaneous measurement of cathodoluminescence and topography of nanostructures
Vacek, Martin ; Klok, Pavel (referee) ; Nováček, Zdeněk (advisor)
The bachelor thesis focuses on the combined use of SPM and SEM techniques using an optical fiber used to collect cathodoluminescence radiation. The thesis contains of a section summarising the used techniques with more detailed description of the cathodoluminescence phenomenon. Following sections describe the development of the method, including the design and construction of the probe, tuning fork and optical fibre modifications. The results show that the newly developed method is capable of providing accurate and reliable results, thus contributing to the expanded capabilities of nanostructure characterization at the Institute of Physical Engineering.
|
|
|
Localized oxidation of vanadium films accompanied by in-situ analysis
Spousta, Jiří ; Neuman, Jan (referee) ; Ligmajer, Filip (advisor)
V předložené diplomové práci se zabýváme popisem a aplikací námi vyvinuté metody lokální oxidace vanadových vrstev v komoře elektronového mikroskopu. K tomuto účelu používáme duté optické vlákno, které na zvolené místo na povrchu vzorku může přivést jak pracovní plyn (O\2), tak i intenzivní laserové světlo ($\lambda=532$\,nm). Po několika iteracích hledání nejvhodnější konfigurace lokálního ovlivňování povrchu vanadu (jednovláknová, případně dvouvláknová verze metody) byla jako nejvhodnější vyhodnocena varianta, ve které bylo planární duté optické vlákno (připevněné k ladičce AFM mikroskopu LiteScope od firmy NenoVision) definovaným způsobem přiblíženo k povrchu vanadové vrstvy. Blízkost povrchu a dostatečný tok pracovního plynu kapilárami dutého vlákna vedly k tomu, že se nám vanadovou vrstvu úspěšně podařilo zoxidovat. V práci jsou rovněž popsány výsledky měření Ramanovy spektroskopie takto lokálně ovlivněných vanadových vrstev, které ukázaly, že zvolená metoda, kterou jsme objevili, byla úspěšná a otevírá nové možnosti přípravy tohoto zajímavého materiálu. V práci jsou rovněž uvedeny a popsány nezbytné konstrukční úpravy stávající experimentální sestavy pro lokální oxidaci (multifunkčního systému vstřikování plynu) a popis přípravy tenkých vanadových vrstev metodou IBAD
|
|
|
Application of hollow core optical fibers for the production and modification of nanostructures
Dejmek, Michael ; Průša, Stanislav (referee) ; Spousta, Jiří (advisor)
This bachelor thesis deals with the development of a new generation of SPM probes, specifically the creation and modification of nanostructures in SEM. In the framework of the presented work, we describe the light guidance in standard optical fibers and the light and gas guidance through photonic crystal fibers. We also describe the methods used (electron beam induced deposition, chemical vapour deposition) for the creation of nanostructures. In the experimental part we discuss the design and subsequent testing of the setups used for the creation of nanostructures. The results show that our method is successful and thus offers a new possibility for the creation of nanostructures at the Institute of Physical Engineering, FME BUT.
|
|
|
Defect localization and analysis in GaN
Gazdík, Richard ; Šik, Ondřej (referee) ; Bábor, Petr (advisor)
Táto diplomová práca sa zaoberá lokalizáciou a analýzou vláknových dislokácií v epitaxných vrstvách GaN. Práca je rozdelená na dve časti - teoretickú a experimentálnu. V teoretickej časti je vysvetlený pôvod a povaha vláknových dislokácií. Okrem toho kladie základy pre lepšie pochopenie možno menej známych techník, ktoré sa dajú použiť na ich štúdium - zobrazovanie elektrónového kanálovacieho kontrastu a selektívne leptanie defektov. V experimentálnej časti sú popísané postupy vykonané pri realizácii týchto techník, ako aj pre TEM zobrazovanie difrakčného kontrastu a s ním spojenej prípravy vzoriek pomocou FIB. Ukazujeme, že každá z týchto techník sa môže použiť samostatne na charakterizáciu vláknových dislokácií, ale že ich kombináciou je možné získať doplňujúce informácie.
|
guest ::
