|
|
Modelling of bioelectronic devices
Truksa, Jan ; Vala, Martin (referee) ; Salyk, Ota (advisor)
Tématem této práce je počítačové modelování organického elektrochemického tranzistoru (OECT). Pro vytvoření modelu bylo třeba vypočítat rozložení elektrického pole a koncentrace iontů elektrolytu. Výpočet byl proveden numericky pomocí metody konečných prvků. Bylo vypočítáno rozložení elektrického potenciálu na povrchu kanálu OECT, dále byly vypočítány změny vodivosti a výstupní proud OECT. Výpočty byly provedeny na osobním počítači pomocí komerčního softwaru COMSOL Multiphysics. Kvůli nedostatečnému výpočetnímu výkonu musel být model rozdělen na části a drasticky zjednodušen. Prezentované výsledky se liší od literatury, protože se nepodařilo správně modelovat saturaci tranzistoru. Odchylky od reálného chování OECT jsou pravděpodobně způsobeny zjednodušením modelu.
|
|
|
Low-molecular materials for organic electronics and photonics
Češka, Matěj ; Salyk, Ota (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
This master´s thesis deals with organic materials for use in electronics and photonics. Attention was paid to low molecular weight materials. The theoretical part of this thesis contains brief introduction to organic electronics and photonics. In particular, organic transistors, organic solar cells and organic light-emitting diodes are mentioned. The experimental part is focused on study of electrical and optical properties of two types of phthalocyanines. Thin films and solutions of phthalocyanines were characterized by UV-VIS spectroscopy. Thin films were also characterized by current voltage characteristics, spectral response measurement of photocurrent and by method of transient photoconductivity. It was found that illumination affects the electrical properties of thin layers of phthalocyanines, the performance of the prepared thin films depends on the type phthalocyanine and also depends on the thickness of the layer.
|
|
|
Organic materials for molecular electronics and photonics
Vrchotová, Jana ; Cimrová, Věra (referee) ; Zmeškal, Oldřich (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
Organická elektronika je dynamické, rychle se rozvíjející odvětví. Studium nových materiálů pro organickou elektroniku je důležitým úkolem jak z hlediska výkonnosti budoucích zařízení a ekonomičnosti procesů, tak z hlediska vlivu jejich používání na životní prostředí. Deriváty diketopyrrolopyrrolu patří mezi zajímavé materiály, které jsou v posledních letech studovány s ohledem na využití v organické elektronice. Dizertační práce je zaměřena na studium těchto materiálů a jejich jak optickou, tak i elektrickou charakterizaci. Součástí je také zhodnocení jejich potenciální aplikace v organické elektronice a návrhy optimalizace jejich výkonu. Teoretická část práce popisuje současný stav na poli organické elektroniky zaměřený na materiály na bázi diketopyrrolopyrrolu. Následující výsledková část shrnuje podstatné výsledky práce a obsahuje stručný úvod k přiloženým publikacím, včetně zhodnocení vlastního přínosu autora k jednotlivým publikacím. Výsledková část dále sestává z 6 vědeckých publikací, které jsou nedílnou součástí této práce a jsou tematicky propojeny v oblasti organické elektroniky, nových materiálů na bázi diketopyrrolopyrrolu a jejich aplikací. Z formálního hlediska je práce na základě čl. 42 odstavce 1b Studijního a zkušebního řádu VUT koncipovaná jako tematicky uspořádaný soubor uveřejněných prací a prací přijatých k publikaci.
|
|
|
Modification of Organic High Performance Pigments for Applications in Organic Electronics
Cigánek, Martin ; Imramovský, Aleš (referee) ; Vyňuchal, Jan (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
Dizertační práce pojednává o studiu, syntéze a chemické derivatizaci molekul spadajících do skupiny organických vysoce výkonných pigmentů a jejich potenciálním uplatnění v oblastech organické elektroniky. Teoretická část práce je zaměřena na nejnovější trendy v dané oblasti, a to jak z aplikačního potenciálu konkrétních derivátů, tak z pohledu syntetických možností a jejich strukturálních derivatizací. V experimentální části je pak podrobně popsána příprava pestré škály intermediátů a výsledných produktů, zahrnujících deriváty diketopyrrolopyrrolů (DPP), benzodifuranonu (BDF), epindolidionu (EP), naphthyridinedionu (NTD) a polymeru na bázi thiofenu (PT). Celkově bylo nasyntetizováno 103 molekul, přičemž 49 tvořily výsledné produkty, z nichž 27 bylo zcela nových, dosud nepublikovaných. Hlavním motivem derivatizace molekul pigmentů je zde inkorporace derivátů adamantanu do finálních struktur. V další části práce jsou blíže diskutovány jednotlivé chemické modifikace vedoucí k výsledným produktům. Na sérii N,N'-; N,O'- a O,O'-substituovaných derivátů DPP je popsána komplexní studie vlivu charakteru alkylových řetězců a také pozice jejich navázání v molekule DPP, a to nejen na selektivitu reakce, ale rovněž na optické i termické vlastnosti syntetizovaných produktů.
|
|
|
Synthesis and Characterization of New Organic Materials for Organic Electronics
Richtár, Jan ; Vícha,, Robert (referee) ; Weidlich,, Tomáš (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
Organická elektronika a bioelektronika zažívá v moderním věku obrovskou snahu o vývoj nových organických materiálů s vlastnostmi, které běžná elektronika na bázi křemíku obvykle nedosahuje. Tato práce se zabývá syntézou a charakterizací nových organických materiálů pro organickou elektroniku. Zaobírá se přípravou nových pentafluorsulfanylových heterocyklických stavebních bloků, alkylovaných vysokoúčinných organických pigmentů a bioinspirovaných organických -konjugovaných materiálů s modifikovatelnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi a racionálními syntetickými přístupy k jejich přípravě. Pentafluorsulfanylová skupina (SF5) je ceněna pro svou vysokou elektronegativitu, lipofilitu, tepelnou a chemickou stabilitu. Pozitivně ovlivňuje optické a elektronické vlastnosti, rozpustnost a stabilitu v často lepší míře než u zavedených CF3-analogů. Šesti a čtyřkrokovou syntézou byly připraveny dva typy derivátů 3-SF5-substituovaných pyrrolidinů, které mohou sloužit jako všestranné stavební jednotky pro začlenění do pokročilých aromatických a heteroaromatických -konjugovaných systémů prostřednictvím atomů dusíku jako fluorované terminální skupiny. Modelový derivát byl zaveden jako terminální skupina do elektronově chudého heteroaromatického systému nukleofilní substitucí. Vodíkovými můstky vázané vysokovýkonné organické pigmenty přitahují velkou pozornost díky svým působivým polovodivým vlastnostem, silné 2D molekulární asociaci, vysoké tepelné, chemické a fotochemické stabilitě a nízké toxicitě. Přesto jsou pouze omezeně rozpustné a zpracovatelné, což lze vyřešit zavedením solubilizačních skupin. Je známo, že obzvláště objemné rigidní skupiny nesoucí adamantyl zlepšují uspořádání molekulární struktury, tepelnou stabilitu a výsledné vlastnosti díky samoorganizační schopnosti adamantanu. Adamantylmethylová a adamantylethylová skupina byla zavedena do vybraných barviv a pigmentů ze skupiny karbonylových azaacenů, rylen-diimidů a indigoidů pomocí nukleofilní substituce se zaměřením na zvýšení rozpustnosti a zpracovatelnosti při zachování tepelné stability a efektivní molekulární organizaci v pevné fázi. Fyzikálně-chemické studie série derivátů quinacridonu a epindolidionu ukázaly srovnatelnou, nebo vyšší tepelnou stabilitu než u nesubstituovaných derivátů, dobrou rozpustnost v organických rozpouštědlech, silnou fluorescenci v pevné fázi a roztoku v oblasti VIS a unikátní krystalovou strukturu pozorovanou z RTG analýzy. Flaviny jsou všudypřítomné bioinspirované organické materiály s nepostradatelnými biologickými funkcemi, výhodnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, chemickou a aplikační všestranností. Cílem práce byla modifikace optických, elektronických, elektrochemických, tepelných a dalších vlastností rozšířením -konjugovaného systému syntetizovaných materiálů. V první fázi byly navrženy dva syntetické přístupy pro přípravu série NH-nesubstituovaných flavinů, u kterých byly provedeny komplexní fyzikálně-chemické studie. Poté byly navrženy dva přístupy k syntéze N,N'-dialkylovaných flavinů s inkorporovaným butylovým, adamantylethylovým a triethylenglykolovým substituentem. Alkylací byla zvýšena rozpustnost v organických rozpouštědlech a vodném prostředí, zesílena fluorescence v pevné fázi a v roztocích a modifikovány tepelné vlastnosti v závislosti na zavedeném alkylovém substituentu.
|
|
|
Advanced materials for organic bioelectronics
Sedlák, Jiří ; Salyk, Ota (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
This bachelor thesis deals with the research of PEDOT:DBSA material for possible use in organic bioelectronics. First, a method for preparing PEDOT:DBSA layers of required thickness was standardized and the dependence of the thickness on the conductivity of the material was monitored. Subsequently, the effect of thermal stabilization and EG, DMSO and H2SO4 substances on the conductivity of prepared layers was tested. Two principles were tested to increase conductivity. The first was the principle of adding substances as dopands into liquid polymeric solutions. The second method of sample preparation was the method of secondary treatment of already prepared layers of pure PEDOT:DBSA. All of prepared polymeric layers were characterize by two methods: four point probe and profilometry.
|
|
|
Optical and electrical properties of new materials for organic electronics and photonics
Sionová, Marcela ; Přikryl, Radek (referee) ; Weiter, Martin (advisor)
This diploma thesis is focused on the properties characterization of new organic materials with respect to their potential application in organic electro-optic devices. The theoretical part contains a themed literature search on application of organic materials for organic electronics and photonics. The basic principles of these devices are described. The practical part includes the preparation of thin films for organic photovoltaics of two types: based on low molecular weight organic compounds (diketo-pyrrolo-pyrroles derivates) and based on polymer (mixture of copolymer of poly(phenylenevinylene) and molecular senzitizer – derivate of fullerene). The first part of experiment is focused on characterization of optical and electrical properties of selected diketo-pyrrolo-pyrroles derivates and the second part is study the influence of annealing to polymer layer.
|
|
|
The synthesis and study of new derivatives of diketopyrrolopyrroles for organic electronics
Cigánek, Martin ; Maier, Lukáš (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
This diploma thesis describes organic pigments of diketopyrrolopyrroles (DDPs) possessing properties applicable in attractive and perspective areas of organic electronics and photonics. The modification of the DPP skeleton was performed by nucleophilic substitution by various alkyl chains and 5 series of DPP derivatives were prepared. The regioselectivity of N-alkylation and also the photophysical properties of the prepared derivatives were studied. A key product of this work is the N,N'-ethyladamantyl derivative of DPP, which exhibited ambipolar characteristic with excellent electron mobility of 0.2 cm2 V–1 s–1. Further, the -conjugation of the above-mentioned DPP derivative was extended by 1 and 2 thiophene units at positions 3,6 and the effect of this modification on optical properties of the resulting derivatives was investigated. A new modified N,N'-unsubstituted DPP derivative was also prepared. The last point of this thesis was the study of the incorporation of formyl functional groups into the skeleton of key N,N'-ethyladamantyl DPP derivative.
|
|
|
Study of dielectrical properties of organic material thin films
Pospíšil, Jan ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Mikula, Milan (referee) ; Zmeškal, Oldřich (advisor)
The dissertation is focused on the study of electric and especially dielectric properties of thin film organic materials with their huge potential for optoelectronics and other industrial sectors. The theoretical part deals with the use of organic materials in organic photovoltaic cells, the methods of deposition techniques and characterization. The theoretical knowledge of the dielectric spectroscopy, including methods for determining the physical properties and evaluation of experimental data are also described. The experimental part is devoted to the study of small molecule organic solar cells with bulk heterojunction composed of electron donor molecule of DPP(TBFu)2 and electron acceptor fullerene derivatives, such as PC60BM, PC70BM and TC60BM. The experimental part is divided into two main parts. The first part deals with the study of processes occurring at the interface between the active layer and the contact; the second part is focused on transport processes inside the structure of photovoltaic cells and also contains a study of perovskite solar cells.
|
|
|
New derivatives of diketopyrrolo[2,3-f]indole (DPIs) for organic electronics
Šípek, Jiří ; Richtár, Jan (referee) ; Cigánek, Martin (advisor)
This bachelor's thesis deals with semiconducting materials based on diketopyrroloindoles, their preparation and possible applications. In the theoretical part of the thesis, a current overview of the issues of organic electronics and photonics is presented, and technologies using the potential of organic molecules to behave as semiconductors capable of transmitting electrical energy are presented. A brief history highlights important milestones for organic conductive molecules and polymers, including important categories of high performance organic pigments and dyes such as diketopyrroloindoles (DPI). In other parts of the work, the synthetic approaches known so far in the preparation of DPI themselves are summarized, with a focus on their thiophene analogues and related derivatives. In the experimental part, the preparation of the basic molecule of the DPI skeleton is described. Finally, three derivatives differing in the character of the aliphatic side chain from a series of branched, linear and bulky substituents prepared by means of N,N'alkylation reactions are presented.
|
guest ::
