|
|
Characterization of PVDF material in nanoscale resolution
Pisarenko, Tatiana ; Dallaev, Rashid (referee) ; Sobola, Dinara (advisor)
Tato práce se zabývá charakterizací nanovláken na bázi polyvinylidenfluoridu. Zaměření práce je na piezoelektrické vlastnosti vlákna, které jsou studovány metodou piezoelektrické silové mikroskopie. Takto byly měřeny dva typy odlišných vzorků, které se lišily v parametrech výroby. Odlišnosti vláken v jejich fázovém složení byly také zkoumány za využití Ramanovy spektroskopie a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací. Chemická analýza povrchu a jeho stavu proběhla pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Různé uspořádání nanovláken spolu s jejich průřezem bylo pozorováno rastrovacím elektronovým mikroskopem za využití fokusovaného iontového svazku. Rovněž byla zkoumána smáčivost a kontaktní úhel povrchu vzorků s demineralizovanou vodou. Bylo zjištěno, že vyšší rychlost otáček válce během procesu elektrostatického zvlákňování má velmi významný vliv na jejich uspořádání a tím i na parametry ovlivňující tvorbu piezoelektrického jevu a dalších materiálových vlastností.
|
|
|
Electrospun fibers based on PVDF and nylon
Černohorský, Petr ; Sobola, Dinara (referee) ; Papež, Nikola (advisor)
Polymer nanofibers used for the construction of triboelectric nanogenerator (TENG) and piezoelectric nanogenerator (PENG) are new and promising technologies for energy recovery. Thanks to the generation of electrical energy based on mechanical movement (deformation), these fibers can find application in the field of self-powered electronic devices. In this work, three nanofibrous structures of materials were prepared by electrostatic spinning: pure polyvinylidene fluoride (PVDF), pure polyamide-6 (PA6) and their mixed combination PVDF / PA6. Non-destructive analyzes such as Raman spectroscopy, FTIR, XPS and electron microscopy were used to study the properties of nanofibers. Analyzes confirmed the positive effect of electrostatic spinning of polymers on the support of the formation of highly polar crystalline -phase in PVDF and , -phase in PA6. The structure arrangement of the nanofibrous material and their defects were observed by scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, the contact angle of the wettability of the liquid on the surface was measured for the materials, and the permittivity was measured to monitor the dielectric properties. The described results make the mixed material PVDF / PA6 very promising for further research in the field of nanogenerators and functional textiles.
|
|
|
Structural and electrical properties of PVDF-CNT composite
Misiurev, Denis ; Dallaev, Rashid (referee) ; Sobola, Dinara (advisor)
Electrospininig se osvědčil jako jeden z nejpopulárnějších a nejrozšířenějších způsobů výroby vysoce kvalitních vláken s požadovanými parametry. Kvalita a morfologie vyráběných vláken závisí na mnoha parametrů, jako je vlhkost, dávka materiálu, aplikované napětí atd. Omezení keramických piezomateriálů (křehkost, toxicita vzorků obsahujících olovo, obtížnost přípravy složitých tvarů atd.) vynutila výzkum v oblasti piezoelektrických polymerů. Jedním z nich je polyvinylidenfluorid (PVDF). polyvinylidenfluorid může by být připraven v různých formách: tenké filmy, objemové vzorky, vlákna. PVDF vlákna přitahují největší pozornost díky vysoké flexibilitě, nízké hmotnosti, mechanické stabilitě a chemické inertnosti. Vlastnosti PVDF vláken lze zlepšit pomocí doplňujících materiálů: keramické částice, kovové nanočástice, Graphicitové materiály jako jsou oxid Graphicenu nebo uhlíkové nanotrubičky (CNT).
|
|
|
Study of the morphology of highly oriented pyrolytic graphite irradiated by argon ions
Komínek, Josef ; Kaspar, Pavel (referee) ; Sobola, Dinara (advisor)
The main task of this bachelor’s degree work is study of highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) using atomif force microscopy, Raman spectroscopy and XPS spectroscopy. HOPG is layered material: atoms in one layer have stronger bong between themselves than two atoms in two neighbouring layers. Wide application options require further study. HOPG is now commonly used in nano-industry. It is used as a dimension standard. HOPG of A quality was processed in this work. In order to get accurate 3D data of sample surface, AFM measuring was done. 3D models of surfaces of various sizes are made. For these purposes was used free AFM data tool. Height parameters are used to describe topography. Got parameters are important for further study.
|
|
|
Defectoscopy of thin polymer layers using computer vision
Podstránský, Jáchym ; Sobola, Dinara (referee) ; Knápek, Alexandr (advisor)
Při procesu elektronové litografie jedním z prvních kroků je ovrstvování substrátu, waferu, tenkou vrstvou polymerního rezistu. V průběhu ovrstvování dochází k defektům, které mohou ovlivňovat expozici a tudíž i funkčnost finální nanostruktury. Kontrolou kvality naneseného rezistu před expozicí je možně se těmto místům s defekty vyhnout. Tento proces je možné provádět ručně pomocí světelného mikroskopu, ale je to časově náročný proces. V rámci této bakalářské práce vzniklo zařízení, které tyto defekty dokáže určit automaticky. Jde o rastrovací zařízení, které díky kombinaci dvou krokových motorů a optické kamery pořídí snímky požadované oblasti waferu a ty poté za pomoci umělé inteligence zanalyzuje. Uživateli je poté poskytnut dokument v ktérém je zapsána velikost, pozice a typ každého z nalezených defektů.
|
|
|
Degradation of GaAs Solar Cells
Papež, Nikola ; Pinčík,, Emil (referee) ; Lazar, Josef (referee) ; Sobola, Dinara (advisor)
Solární články na bázi arsenidu gallia patří mezi nejvýkonější typ dostupných solárních článků vůbec. Jejich výhodou je výborná odolnost vůči tepelnému a ionizujícímu záření, a proto se využívají zejména v náročných podmínkách. Tato disertační práce popisuje stav GaAs fotovoltaických článku vystavených vůči tepelnému namáhání, vysokému ochlazování, gama záření a ozáření širokospektrálním laserem. Vzorky byly zkoumány před, po a i během těchto procesů pomocí několika analytických a charakterizačních metod. Měření bylo zaměřeno na charakterizaci povrchu, optických a elektrických vlastností. Byly objeveny limity a nové chování tohoto typu článků, které jsou ovlivněny i tenkými ochrannými a antireflexními vrstvami.
|
|
|
Energy dispersive X-ray spectroscopy of doped PVDF fibers
Smejkalová, Tereza ; Papež, Nikola (referee) ; Sobola, Dinara (advisor)
Tato diplomová práce zkoumá flexibilní materiál k produkci elektřiny založený na piezoelektrickém polymeru Polyvinylidenfluorid (PVDF). Inkorporací piezoaktivní keramiky lze vlastnosti piezoelektrického polymeru PVDF významně zlepšit a převést na užitečnou elektrickou energii. PVDF byl vytvořen elektrostatickým zvlákňováním do vláken o tloušťce 1,5-0,3 µm a poté studován různými analytickými metodami. Tato práce nabízí popis elektrostatického zvlákňování, přípravu vzorků a teoretický úvod do analytických metod, kterým byly vzorky podrobeny. Morfologie a distribuce nanostrukturované keramiky do polymerní matrice PVDF byla pozorována použitím skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a energiově disperzní spektroskopie (EDX). Pro tvorbu fáze a podrobné fázové složení byly vzorky charakterizovány infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací (FTIR). Práce také obsahuje analýzu s použitím Ramanovy spektroskopie, metody používané k identifikaci a porovnání chemických sloučenin. Elektrické vlastnosti byly studovány dielektrickou spektroskopií a je poskytnuta korelace se složením. Jednotlivé komponenty dotovaných vláken jsou charakterizovány a vyhodnocovány v souvislosti s jejich budoucím využitím v senzorech.
|
|
|
Analysis and characterisation of spirally-arranged field-emission nanostructure
Ondříšková, Martina ; Sobola, Dinara (referee) ; Knápek, Alexandr (advisor)
Katody obsahující pole emitorů s vysokým poměrem stran budí velký zájem jako elektronové zdroje pro vakuová zařízení. Ve snaze maximalizovat proud a proudovou hustotu byly navrženy hustší pole emitorů. To však vedlo k nežádoucím účinkům, jako je stínění pole, způsobené přítomností okolních emitorů v poli. Pro snížení efektu stínění, a tím pádem zvýšení proudové hustoty, bylo navrženo pole emitorů s uspořádáním inspirovaným přírodním principem fylotaxe. Takto navržená struktura mikropilířů byla vytvořena pomocí elektronové litografie a reaktivního iontového leptání. K vytvoření ultra ostrých hrotů s poloměrem v řádu desítek nanometrů na vrcholu každého mikropilíře byla použita technika leptání black siliconu. Analýza topografie vzorku byla provedena pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu. Pro stanovení výstupní práce byla použita ultrafialová fotoelektronová spektroskopie. Pro zjištění emisních vlastností vyrobených struktur byl zkonstruován emisní mikroskop, jehož elektronové dělo bylo upraveno tak, aby vyrobená struktura sloužila jako katoda. Graf Murphy-Good byl použit k analýze dat o emisních vlastnostech, na které byl aplikován ortodoxní test pro kontrolu validity. Pro sledování fluktuací proudu bylo provedeno měření stability.
|
|
|
Non-Destructive Local Diagnostics of Optoelectronic Devices
Sobola, Dinara ; Pína,, Ladislav (referee) ; Pinčík,, Emil (referee) ; Tománek, Pavel (advisor)
Chceme-li využít nové materiály pro nová optoelektronická zařízení, potřebujeme hlouběji nahlédnout do jejich struktury. K tomu, abychom toho dosáhli, je však nutný vývoj a aplikace přesnějších diagnostických metod. Předložená disertační práce, jako můj příspěvek k částečnému dosažení tohoto cíle, se zabývá metodami lokální diagnostiky povrchu optoelektronických zařízení a jejich materiálů, většinou za využití nedestruktivních mechanických, elektrických a optických technik. Tyto techniky umožňují jednak pochopit podstatu a jednak zlepšit celkovou účinnost a spolehlivost optoelektronických struktur, které jsou obecně degradovány přítomností malých defektů, na nichž dochází k absorpci světla, vnitřnímu odrazu a dalším ztrátovým mechanismům. Hlavní úsilí disertační práce je zaměřeno na studium degradačních jevů, které jsou nejčastěji způsobeny celkovým i lokálním ohřevem, což vede ke zvýšené difúze iontů a vakancí v daných materiálech. Z množství optoelektronických zařízení, jsem zvolila dva reprezentaty: a) křemíkové solární články – součástky s velkým pn přechodem a b) tenké vrstvy – substráty pro mikro optoelektronická zařízení. V obou případech jsem provedla jejich detailní povrchovou charakterizaci. U solárních článků jsem použila sondovou mikroskopii jako hlavní nástroj pro nedestruktivní charakterizaci povrchových vlastností. Tyto metody jsou v práci popsány, a jejich pozitivní i negativní aspekty jsou vysvětleny na základě rešerše literatury a našich vlastních experimentů. Je také uvedeno stanovisko k použití sondy mikroskopických aplikací pro studium solárních článků. V případě tenkých vrstev jsem zvolila dva, z hlediska stability, zajímavé materiály, které jsou vhodnými kandidáty pro přípravu heterostruktury: safír a karbid křemíku. Ze získaných dat a analýzy obrazu jsem našla korelaci mezi povrchovými parametry a podmínkami růstu heterostruktur studovaných pro optoelektronické aplikace. Práce zdůvodňuje používání těchto perspektivních materiálů pro zlepšení účinnosti, stability a spolehlivosti optoelektronických zařízení.
|
|
|
Design of automated set-up intended for inspection of PMMA coated silicon wafers
Drozd, Michal ; Sobola, Dinara (referee) ; Knápek, Alexandr (advisor)
Při ovrstvování substrátu tenkou vrstvou polymerního rezistu dochází k defektům, které mohou poškodit celou, někdy i několikadenní expozici pomocí svazku elektronů - elektronovou litografií. Kvalita nanesené vrstvy, která je potřebná k následnému deponování, je velmi důležitá z hlediska následné funkčnosti vyráběné nanostrukutry. Předběžnou kontrolu kvality naneseného resistu je možné dělat ručně pomocí světelného mikroskopu. V rámci této bakalářské práce vznikl prototyp zařízení, které tyto defekty dokáže detekovat automaticky. Přesněji jde o rastrovací zařízení pojmenované WaferScan, umožňující skenovat křemíkovou podložku (wafer) optickou kamerou a analýzou obrazu v počítači zjistit polohu a velikost defektů a prachových částic v rezistu naneseném na waferu. Celé zařízení se skládá ze dvou pohyblivých os x a y, které umožňují pohyb kamery, a příslušené elektroniky. Součástí je také software k ovládání zařízení a zpracování obrazu.
|
guest ::
RSS feed.