|
|
Electrochemical synthesis, characterization and applications of new types of 1D valve metal oxide nanostructures
Alijani, Mahnaz ; Prof. Lluis F. Marsal (referee) ; Tsuchiya, Hiroaki (referee) ; Macák, Jan (advisor)
Tato disertační práce představuje komplexní výzkum růstu TiO2 nanotrubicových (TNT) vrstev s vysokým poměrem délka/šířka (HAR) a jejich využití v pokročilých světelně-sensorických aplikacích. Výzkumné výstupy dosažené během tohoto doktorského studia zahrnují sérii článků, které se zabývají výzkumem syntézy a charakterizace vrstev HAR TNT na jedné straně a hodnocení výkonu těchto vrstev v různých senzorických modalitách na straně druhé. Počáteční studie se zaměřuje na anodizaci Ti fólií za účelem získání vrstev HAR TNT pomocí speciálně formulované elektrolytu obsahujícího NH4F/H2O/ethylene glycol s přídavkem mléčné kyseliny (LA). Výsledky ukazují, že regulací stáří a složení elektrolytu a použitím dostatečně vysokých potenciálů lze dosáhnout vrstev HAR TNT s vysokým poměrem délka/šířka (přibližně 450) v pozoruhodně krátkých časech anodizace ( 15 minut) ve srovnání s literaturou dostupnou před zahájením této disertační práce. Tento přístup nabízí slibnou cestu k získání robustních vrstev TNT bez dielektrického průrazu, eliminující potřebu řízení dalších procesních parametrů, jako je ohřev nebo ochlazování elektrolytu. Na základě úspěšných výsledků byla v následující práci zkoumána galvanostatická anodizace pro získání vrstev HAR TNT v elektrolytu obsahujícím LA. Bylo zjištěno, že mléčná kyselina účinně předchází dielektrickému průrazu při použití vysokých proudových hustot. Tento nález poukazuje na potenciál galvanostatické anodizace pro výrobu vrstev HAR TNT v podstatně zkrácených časech anodizace při pokojové teplotě. Navazující výzkum v disertační práci se zabývá mikrovlnnou fotoelektrickou vodivostí TNT vrstev s různou tloušťkou (15, 50, 80 a 110 m) při frekvencích X-pásma (~8 GHz) pro aplikace v senzorice a bezdrátové vesmírné komunikaci. Integrace anatasových TNT vrstev s rovinným rezonátorem se rozděleným kroužkem (SRR) umožňuje hodnocení jejich mikrovlnné fotoelektrické vodivosti. Experimentální výsledky odhalily významné variace v rezonanční amplitudě a frekvenčních odezvách TNT vrstev, přičemž TNT vrstvy o tloušťce 80 m vykazovaly nejvyšší citlivost. Byly stanoveny korelace mezi účinností fotoelektrické vodivosti, velikostí krystalitů a tloušťkou vrstev TNT, což podporuje využití optimalizovaných vrstev TNT pro co nejlepší mikrovlnného snímání. Kromě toho práce zkoumá vrstvy TNT na SRR pro detekci viditelného světla. Depozicí CdS tenkých vrstev na TNT vrstvy pomocí technologie depozice atomárních vrstev (ALD) se TNT vrstvy stávají velmi citlivé ve viditelné oblasti spektra, což umožňuje efektivní detekci UV a viditelného světla a detekci světlem indukovaných změn dielektrických vlastností TNT vrstev. Experimentální výsledky souhlasí s teoretickými modely a zdůrazňují výjimečný potenciál senzorů založených na TNT při detekci nebezpečí, monitorování znečištění, analýze materiálů a světelné komunikaci mezi satelity. Celkově tato práce poskytuje komplexní porozumění o růstu HAR TNT vrstev a jejich schopnostem pro pokročilé senzorické aplikace. Získané poznatky z tohoto výzkumu přispějí k rozvoji senzorů založených na nanomateriálech a otevírají nové možnosti jejich využití v různých odvětvích a nových technologiích.
|
|
| |
|
|
Production and characterization of nanoporous alumina membranes
Šimik, Milan ; Márik, Marian (referee) ; Kynclová, Hana (advisor)
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.
|
|
|
Oxidation barriers prepared by electrochemical procedures
Šťastná, Eva ; Pouchlý, Václav (referee) ; Jan, Vít (advisor)
A process with aim to prepare an oxidically and thermal resistant layer was performed on the samples from clear aluminium (99,99+ %, VÚK čisté kovy, s. r. o.) and on the samples from clear titanium (99,95 % Goodfellow) with a layer from sputtered aluminium (99,99 %, VÚK čisté kovy, s. r. o.), An oxidic layer was prepared on the samples by anodization in the oxalic acid. The layer had fine, hexagonally organized pores with the diameter of 30 nm. During the following processing was the structure prepared for the electrochemical deposition of copper to the pores. The aim of the electrodeposition was preparation of copper nanowires deposited into the pores of the oxidic layer. The process was performed in the solution of copper sulfate and sulfuric acid in water. The controlling parameter of the deposition was voltage which had a very asymmetric period. The period had to be optimized for a successful preparation of the wires. The result of the whole process was structure with oxidic matrix whose most of the pores were filled with copper.
|
|
|
Nanostructured surfaces for electrochemical detection
Dzuro, Matej ; Hrdý, Radim (referee) ; Drbohlavová, Jana (advisor)
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.
|
|
|
Anodizing of Aluminium and Its Alloys
Remešová, Michaela ; Julišová, Martina (referee) ; Čelko, Ladislav (advisor)
This thesis focuses on the hard anodic oxidation of aluminum and its alloys. As an experimental materials were used various aluminum materials, produced by cold forming and casting. The work contains information about chemical composition of the base materials, photographs of their microstructure, the results of surface roughness before and after anodic oxidation, photo anodized layer, measurements hardness oxide layers. For study were used methods light microscopy, scanning electron microscopy, surface profilometry and microhardness measurements.
|
|
|
Measurement of corrosion resistance of anodized aluminum protective surface layers
Redr, Martin ; Jandová, Kristýna (referee) ; Chladil, Ladislav (advisor)
This master’s thesis is focused on anodic oxidation of an aluminium surface with subsequent sealing of the surface using mid-temperature sealing methods. The research in the theoretical part of the thesis is carried out in surface treatments of aluminium and its alloys, where attention is mainly paid to anodic oxidation, as it is the most widely used surface treatment. The second discussed and at the same time key topic is the sealing process of the anodic coating, which has a fundamental effect on the quality of the corrosion resistance of the resulting surface. In the practical part of the thesis, a number of anodic oxidation experiments with subsequent sealing of the coating on prepared aluminium samples and their subsequent evaluation according to ČSN EN ISO 3210 standard were carried out. Mid-temperature sealing experiments were mainly focused on the use of triethanolamine (TEA), which seems very promising in terms of the resulting sealing quality.
|
|
|
Preparation of nanostructures using nanoporous template
Dzuro, Matej ; Hrdý, Radim (referee) ; Drbohlavová, Jana (advisor)
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.
|
|
|
Electrochemical impedance spectroscopy as a nanostructured bioelectrodes characterization method
Vrbová, Eva ; Urbánková, Kateřina (referee) ; Hrdý, Radim (advisor)
Diploma thesis deals of nanostructured surfaces, nanoparticles and electrochemical characterization methods such as cyclic voltammetry, differential pulse voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The aim of this thesis is a theoretical research issues of production and characterization nanostructured modified electrodes. The practical part is the production of biomodified nanostructured electrodes by anodi- zation W/Al layers with galvanic deposition of gold or deposition of mercury, a modifi- cation of the electrodes by 11-mercaptoundecanoic acid and by bovine serum albumin (BSA). The thesis includes SEM images of nanostructured electrodes contact angle mea- surements of these electrodes and form an electrical circuit with subsequent simulation waveforms.
|
|
|
Oxidation barriers prepared by electrochemical procedures
Mengyan, Tomáš ; Man, Ondřej (referee) ; Jan, Vít (advisor)
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.
|
guest ::
