|
|
Nanostructures for advanced plasmonic applications
Kejík, Lukáš ; Brzobohatý,, Oto (referee) ; Dostálek,, Jakub (referee) ; Šikola, Tomáš (advisor)
Plazmonika, charakterizovaná spojením oscilací volných elektronů v kovech s elektromagnetickými vlnami, se dostala do popředí s pokroky v nanotechnologiích. Tato synergie vede k pozoruhodným vlastnostem objektů v nanoměřítku, vyznačujících se lokalizovaným a zesíleným elektromagnetickým polem. Tyto vlastnosti umožňují širokou škálu aplikací nanostruktur, zahrnujících biodetekci, zesilování emise, získávání solární energie a náhrazování optických komponent. Tato dizertační práce je zaměřena na aplikace plazmonických nanostruktur, primárně na plošné optické komponenty známé jako metapovrchy. Kromě toho zkoumá jejich použití ve fotokatalytických aplikacích, využívajících energetické horké nosiče náboje generované prostřednictvím plazmoniky. Dizertační práce začíná úvodem do teoretických základů plazmoniky, zdůrazněním klíčových parametrů řídících plazmonické vlastnosti a přehledem jejích nejpřesvědčivějších aplikací. Následně obsahuje čtyři experimentální části, které ukazují využití plazmonických nanostruktur pro různé účely, včetně ovládání fáze světla, dynamických metapovrchů, zkoumání efektů vnitřní krystalinity a využití horkých nosičů náboje ve fotoelektrochemických systémech. Tyto studie spojuje využití pokročilých nebo méně konvenčních materiálů, jako je oxid vanadičný nebo dichalkogenidy přechodných kovů, v oblasti plazmoniky a nanotechnologií.
|
|
|
Electrochemical Characterization of Nanostructured Surfaces Modified by Substancies with Thiol Bound
Urbánková, Kateřina ; Kynclová, Hana (referee) ; Hrdý, Radim (advisor)
This master thesis deals with nanotechnology, nanoparticles and nanostructured surfaces, electrochemical methods, especially voltammetry, cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and contact angle measurement. One part is focused on electrodes primarily nanostructured and modified by substancies with thiol bound. Tutorial for preparation of gold nanostructured electrods is introduced in practical section including SEM photos of electrode surface. Nanostructured and bare gold electrodes were modified by 11-mercaptoundecanoic acid, streptavidin, glycine and biotin and measured by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and contact angle.
|
|
|
Non-thermal dehydrogenation of carboxylic acids on metal surfaces
Kugler, David ; Kolíbal, Miroslav (referee) ; Čechal, Jan (advisor)
Molecular self-assembly is the process of spontaneous arrangement basic adsorbate units into complex structures. Self-assembly systems could be used for atomically precise fabrication of functional nanostructures in the future. One of the possibilities to fabricate self-assembled molecular networks is to deposit the simple carboxylic acid molecules onto a clean metal substrate. The aim of this work is to describe the kinetics of the deprotonation process of 4,4´-biphenyldicarboxylic acid on Ag(100) due to CO exposure. A low-energy electron microscope was used to monitor phase transitions induced by changes in binding properties of molecules. The result of the work is a comprehensive view on the deprotonation process induced by exposure to CO. We found out that the deprotonation reaction depends on the shape and size of molecular islands, and we described the kinetics of individual phase transitions for different molecular coverages. We have also described the correlation between CO pressure and the rate of deprotonation.
|
|
|
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.
|
|
|
Application of Scanning Probe Microscopy for the Study of Ultrathin Films and Nanostructures
Neuman, Jan ; Rezek, Bohuslav (referee) ; Mašláň, Miroslav (referee) ; Šikola, Tomáš (advisor)
Dizertační práce je obecně zaměřena na problematiku mikroskopie atomárních sil (AFM), a to jak vývoje částí těchto mikroskopů, tak i jejich obecnému využití v oblasti výzkumu povrchů, ultratenkých vrstev a nanostruktur. Na Ústavu fyzikálního inženýrství jsou vyvíjena zařízení umožňující aplikovat uvedenou mikroskopickou metodu. V těchto mikroskopech jsou využívány piezoelektrické motory pro zajištění pohybu vzorku a ladicích zrcátek v optickém detekčním systému. Práce se v části věnované vývoji AFM zabývá studiem parametrů řídicích pulzů za účelem optimalizace funkce těchto komponent. Měřením vlivu tvaru pulzů a opakovací frekvence byl jejich pohyb optimalizován z hlediska stability a rychlosti posuvu. V části věnované výzkumu povrchů byly experimentálně zkoumány morfologické změny ultratenkých vrstev zlata na povrchu oxidu křemičitého za zvýšených teplot. Bylo zjištěno, že vhodná povrchová modifikace způsobuje vznik preferenčních trhlin ve vrstvě zlata. Řízeným rozdělením polykrystalické vrstvy na oddělené oblasti je možné významně ovlivnit proces tvorby ostrůvků zlata vznikajících při žíhání. S využitím metod elektronové litografie je možná příprava uspořádaných polí zlatých ostrůvků o velikostech 50 – 400 nm. Dále bylo ukázáno, že zvýšením teploty žíhání na 1000 °C dochází k postupnému zanořování ostrůvků zlata do povrchu. Tento jev je pravděpodobně způsoben přesunem oxidu křemičitého z oblasti pod zlatým ostrůvkem do těsného okolí vzniklého kráteru, kde tvoří tzv. límec. V těchto studiích vedle metody AFM byla s výhodou používána rovněž elektronová mikroskopie (SEM).
|
|
|
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.
|
|
|
Optical characterization of perovskite nanostructures
Urban, Jakub ; Kvapil, Michal (referee) ; Dvořák, Petr (advisor)
The present bachelor's thesis focuses on the optical characterization of CsPbBr3 nanocrystals ranking among the group of materials called perovskites which are remarkable for their high photoluminescence (PL) quantum yield. An algorithm for a correlation of experimental data measured by PL mapping with morphological and topological properties obtained by using Scanning Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy has been developed which clears the way for a particular crystal detection and their spectrum analysis. Specifically, crystals the shape of which can be approximated by a cuboid have been detected and the volume dependence of the centre of mass of their PL, which is proportional to V^(-2/3) as predicted by the theorethical model, has been discovered. The measurement of PL dependency on temperatures ranging from 40 to 60 °C has also been conducted and in this temperature interval linear dependence of the full width at half maximum of their PL spectral line that rises with rising temperature has been confirmed. On the contrary, the centre of mass of PL has been found to be temperature independent.
|
|
|
Nanostructured layers of semiconducting metal oxides in gas sensors
Bartoš, Dušan ; Pytlíček, Zdeněk (referee) ; Bendová, Mária (advisor)
This diploma thesis discusses the gas sensor preparation via anodic oxidation. It names sensor types, deals with the sensing principle of electrochemical sensors in detail and submits sensor parameters. It describes preparation technology and characterization technology methods. In the experimental part, it focuses on both the measurement methodology and the electrochemical oxygen sensor covered with titanium dioxide nanocolumns fabrication. Not the least it discusses acquired research results.
|
|
|
Electrochemical preparation of fluorescence sensor with highly ordered nanostructured surface
Bedlek, Marek ; Kolíbal, Miroslav (referee) ; Drbohlavová, Jana (advisor)
This work deals with fabrication and examination of optical properties of self-ordered TiO2 and Au quantum dots array and its potential usage in medicine as optical sensor for biomolecules detection. Controlled anodization of Ti through Al2O3 template was chosen as a fabrication method for TiO2 QDs, in case of Au galvanic deposition through Al2O3 template onto beforehand prepared TiO2 QDs or substrate with dimple structure. The influence of anodization and deposition conditions on the final structure of QDs and their emission spectrum is also examined.
|
|
|
Nanostructured TiO2 as the surface for the investigation of cell behaviour
Poláková, Kateřina ; Urbánková, Kateřina (referee) ; Fohlerová,, Zdenka (advisor)
This thesis deals with the study of cells on nanostructured surfaces of titanium dioxide, which are produced by the electrochemical method called anodic oxidation. The theoretical part is formed by an overview of manufacturing nanostructured surfaces using anodic oxidation method. It mentions the influence of external factors on the geometric parameters of the structure and description of methods of characterization structures. Furthermore there is processed outline of use for biomedical application and the description of interaction of the cell with surface. The practical part includes description of the production of nanoporous and nano-tubular structures made on thin films of titanium by direct method of anodic oxidation on which was studied the influence of external factors. Described a procedure and production of nanorods structures and nanodots generated using alumina template (AAO) which is subsequently carried out the study of the behavior of cells, which includes tests of adhesion, examination of morphology of cells, assays of proliferation and differentiation. Structures are under investigation of the interaction of cells with the nanostructured layer compared with the smooth surface of the titanium dioxide.
|
guest ::
