|
|
Development of a sensing platform for the study of physiological functions of living cells
Marková, Aneta ; Víteček, Jan (referee) ; Vala, Martin (advisor)
The aim was to develop a sensing platform on the base of organic electrochemical transistor (OECT). The focus was on the preparation of proper electrode system and on optimalization of properties of thin layer of organic semiconductor. As a base, commercial glass substrates with integrated indium-tin oxide electrodes were chosen. Thin layers were prepared from organic semiconductor poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) by spin-coating. Four formulations of material were studied. Layers with different thickness were prepared and the dependence of transconductance on the thickness of the layer and ratio of width and length was observed. The degradation of electrode system was solved by galvanic plating with gold. Attention was also paid to modifications to PEDOT: PSS. It has been found that the optimal layer thickness for use in sensors is approximately 150 nm. By reducing the series resistance by using a silver paste, the transconductance of 23 mS was obtained for the Ink 2, for the Ink 3 the transconductance was 44 mS. Sensoric platforms with these transconductances can be used for detection of physiological functions of electrogenic cells, e.g. cardiomyocytes.
|
|
|
Charge Carrier Transport in Ta2O5 Oxide Nanolayers with Application to the Tantalum Capacitors
Kopecký, Martin ; Koktavý, Bohumil (referee) ; Hudec, Lubomír (referee) ; Sedláková, Vlasta (advisor)
Studium transportu náboje v Ta2O5 oxidových nanovrstvách se zaměřuje především na objasnění vlivu defektů na vodivost těchto vrstev. Soustředíme se na studium oxidových nanovrstev Ta2O5 vytvořených pomocí anodické oxidace. Proces výroby Ta2O5 zahrnuje řadu parametrů, jež ovlivňují koncentraci defektů (oxidových vakancí) v této struktuře. Vrstva oxidu Ta2O5 o tloušťce 20 až 200 nm se často používá jako dielektrikum pro tantalové kondenzátory, které se staly nedílnou součástí elektrotechnického průmyslu. Kondenzátory s Ta2O5 dielektrickou vrstvou lze modelovat jako strukturu MIS (kov – izolant – polovodič). Anodu tvoří tantal s kovovou vodivostí, katodu potom MnO2 či vodivý polymer (CP), které jsou polovodiče. Hodnoty elektronových afinit, respektive výstupních prací, jednotlivých materiálů potom určují výšku potenciálových bariér vytvořených na rozhraních kov-izolant (M – I) a izolant-polovodič (I – S). Dominantní mechanizmy transportu náboje lze určit analýzou I-V charakteristiky zbytkového proudu. Dominantní mechanizmy transportu náboje izolační vrstvou jsou ohmický, Poole-Frenkelův, Shottkyho a tunelování. Uplatnění jednotlivých vodivostních mechanismů je závislé na teplotě a intenzitě elektrického pole v izolantu. Hodnota zbytkového proud je významným indikátorem kvality daného izolantu. Ten závisí na technologii výroby kondenzátoru, významně především na parametrech anodické oxidace a na materiálu katody. I-V charakteristiky zbytkového proudu se měří v normálním a reversním módu, tj. normální mód značí kladné napětí na anodě a reversní mód záporné napětí na anodě. I-V charakteristika je výrazně nesymetrická, a proto tyto kondenzátory musí být vhodně polarizovány. Nesymetrie I-V charakteristiky se snižuje s klesající teplotou, při teplotě pod 50 K a je možno některé kondenzátory používat jako bipolární součástky. Z analýzy I-V charakteristiky lze určit řadu parametrů, jako tloušťku izolační vrstvy a koncentraci defektů v izolační Ta2O5 vrstvě a dále lze odhadnout parametry MIS modelu kondenzátoru - stanovit hodnotu potenciálových bariér na rozhraních M – I a I – S. Měření C-V charakteristik při různých teplotách v rozsahu 10 až 300 K je využíto pro určení výšky potenciálové bariéry na rozhraní I – S, závislosti kapacity na teplotě a dále pro výpočet efektivní plochy elektrod. Z výbrusu vzorků na skenovacím elektronovém mikroskopu byly určeny tloušťky dielektrika Ta2O5 pro jednotlivé vyhodnocované řady kondenzátorů.
|
|
|
Organic tranistors for sensorics
Marková, Aneta ; Omasta, Lukáš (referee) ; Vala, Martin (advisor)
The aim was to find the best available commercial formulation of poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) and methods and subsequent treatment of thin films for organic electrochemical transistors (OECT). These films will be used in bioelectronic sensors to measure the physiological function of cardiomyocytes. Studied material was PEDOT:PSS in six different formulations. Thin layers prepared by spin coating were modified in three ways, namely (i) immersion in ethylene glycol, (ii) drying and (iii) a combination of drying and ethylene glycol. The layers were then tested for the influence of ethylene glycol, thermal stability, the impact of storage, influence of aqueous medium, and additional thermal annealing. According to the results obtained, the most suitable treatment of most materials was immersion in ethylene glycol followed by thermal annealing of the layer. It was found that the most appropriate material formulation was Sigma Aldrich 739 316 treated by the combination of drying, immersion in ethylene glycol and thermal annealing.
|
|
|
Development of a sensing platform for the study of physiological functions of living cells
Marková, Aneta ; Víteček, Jan (referee) ; Vala, Martin (advisor)
The aim was to develop a sensing platform on the base of organic electrochemical transistor (OECT). The focus was on the preparation of proper electrode system and on optimalization of properties of thin layer of organic semiconductor. As a base, commercial glass substrates with integrated indium-tin oxide electrodes were chosen. Thin layers were prepared from organic semiconductor poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) by spin-coating. Four formulations of material were studied. Layers with different thickness were prepared and the dependence of transconductance on the thickness of the layer and ratio of width and length was observed. The degradation of electrode system was solved by galvanic plating with gold. Attention was also paid to modifications to PEDOT: PSS. It has been found that the optimal layer thickness for use in sensors is approximately 150 nm. By reducing the series resistance by using a silver paste, the transconductance of 23 mS was obtained for the Ink 2, for the Ink 3 the transconductance was 44 mS. Sensoric platforms with these transconductances can be used for detection of physiological functions of electrogenic cells, e.g. cardiomyocytes.
|
|
|
Organic tranistors for sensorics
Marková, Aneta ; Omasta, Lukáš (referee) ; Vala, Martin (advisor)
The aim was to find the best available commercial formulation of poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) and methods and subsequent treatment of thin films for organic electrochemical transistors (OECT). These films will be used in bioelectronic sensors to measure the physiological function of cardiomyocytes. Studied material was PEDOT:PSS in six different formulations. Thin layers prepared by spin coating were modified in three ways, namely (i) immersion in ethylene glycol, (ii) drying and (iii) a combination of drying and ethylene glycol. The layers were then tested for the influence of ethylene glycol, thermal stability, the impact of storage, influence of aqueous medium, and additional thermal annealing. According to the results obtained, the most suitable treatment of most materials was immersion in ethylene glycol followed by thermal annealing of the layer. It was found that the most appropriate material formulation was Sigma Aldrich 739 316 treated by the combination of drying, immersion in ethylene glycol and thermal annealing.
|
|
|
Charge Carrier Transport in Ta2O5 Oxide Nanolayers with Application to the Tantalum Capacitors
Kopecký, Martin ; Koktavý, Bohumil (referee) ; Hudec, Lubomír (referee) ; Sedláková, Vlasta (advisor)
Studium transportu náboje v Ta2O5 oxidových nanovrstvách se zaměřuje především na objasnění vlivu defektů na vodivost těchto vrstev. Soustředíme se na studium oxidových nanovrstev Ta2O5 vytvořených pomocí anodické oxidace. Proces výroby Ta2O5 zahrnuje řadu parametrů, jež ovlivňují koncentraci defektů (oxidových vakancí) v této struktuře. Vrstva oxidu Ta2O5 o tloušťce 20 až 200 nm se často používá jako dielektrikum pro tantalové kondenzátory, které se staly nedílnou součástí elektrotechnického průmyslu. Kondenzátory s Ta2O5 dielektrickou vrstvou lze modelovat jako strukturu MIS (kov – izolant – polovodič). Anodu tvoří tantal s kovovou vodivostí, katodu potom MnO2 či vodivý polymer (CP), které jsou polovodiče. Hodnoty elektronových afinit, respektive výstupních prací, jednotlivých materiálů potom určují výšku potenciálových bariér vytvořených na rozhraních kov-izolant (M – I) a izolant-polovodič (I – S). Dominantní mechanizmy transportu náboje lze určit analýzou I-V charakteristiky zbytkového proudu. Dominantní mechanizmy transportu náboje izolační vrstvou jsou ohmický, Poole-Frenkelův, Shottkyho a tunelování. Uplatnění jednotlivých vodivostních mechanismů je závislé na teplotě a intenzitě elektrického pole v izolantu. Hodnota zbytkového proud je významným indikátorem kvality daného izolantu. Ten závisí na technologii výroby kondenzátoru, významně především na parametrech anodické oxidace a na materiálu katody. I-V charakteristiky zbytkového proudu se měří v normálním a reversním módu, tj. normální mód značí kladné napětí na anodě a reversní mód záporné napětí na anodě. I-V charakteristika je výrazně nesymetrická, a proto tyto kondenzátory musí být vhodně polarizovány. Nesymetrie I-V charakteristiky se snižuje s klesající teplotou, při teplotě pod 50 K a je možno některé kondenzátory používat jako bipolární součástky. Z analýzy I-V charakteristiky lze určit řadu parametrů, jako tloušťku izolační vrstvy a koncentraci defektů v izolační Ta2O5 vrstvě a dále lze odhadnout parametry MIS modelu kondenzátoru - stanovit hodnotu potenciálových bariér na rozhraních M – I a I – S. Měření C-V charakteristik při různých teplotách v rozsahu 10 až 300 K je využíto pro určení výšky potenciálové bariéry na rozhraní I – S, závislosti kapacity na teplotě a dále pro výpočet efektivní plochy elektrod. Z výbrusu vzorků na skenovacím elektronovém mikroskopu byly určeny tloušťky dielektrika Ta2O5 pro jednotlivé vyhodnocované řady kondenzátorů.
|
|
| |
|
|
Polyaniline: conducting polymer
Stejskal, Jaroslav
The contribution presents the fundamental properties of conducting polymers, which are illustrated on an example of polyaniline. After historical background, the preparation of polyaniline is described. The attention has been paid to the nanostructures produced by conducting polymers, viz. to polyaniline nanotubes. Finally, the applications of conducting polymers are discussed.
|
|
| |
guest ::
