|
|
Detection of biochemical substance using graphene sensor
Supalová, Linda ; Šimšíková, Michaela (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This bachelor's thesis studies the interaction of biochemical substances with graphene by utilizing sensors with a field-effect transistor arrangement. Adsorbed atoms or molecules can induce doping of the graphene sheet, which can be experimentally determined by observing the shift in the position of Dirac point. Dependence of the Dirac point location on the added substance is studied, as well as time response to the addition of the liquid sample. Sensitivity to different molecules is observed and the implication of the results for the adsorption of various molecules are discussed.
|
|
|
Biosensors based on functionalized graphene
Pavlásková, Lucie ; Skládal, Petr (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
In this work, a graphene field-effect transistor (GFET) was demonstrated as a sensing platform for glucose detection. The linker molecule pyrenebutanoic acid succinimidyl ester (PSE) and enzyme glucose oxidase (GOx) were successfully employed to functionalize the graphene channel in FET. The GOx enzyme was immobilized on the channel for glucose detection as it induces a selective catalytic glucose reaction. The functionalization process was characterized by Raman spectroscopy and Atomic force microscopy (AFM). The fabricated graphene-based biosensors enabled the electrical detection of glucose in two different setups. In the FET setup, through the Dirac point shift in the charge transfer characteristics, as well as in the setup for continuous real-time monitoring, through the resistance change of graphene channel. This study indicates that graphene holds great promise for the development of nanoelectronic biosensors including glucose level monitoring applications.
|
|
|
Double-gate biosensor of glucose based on functionalized graphene
Malatinová, Michaela ; Pavlásková, Lucie (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This bachelor's thesis studies functionalization of graphene with linker molecule pyrenebutanoic acid succinimidyl ester and the enzyme glucose oxidase for glucose detection by a biosensor. The functionalized graphene implemented as the channel in field-effect transistor was used for the fabrication of the biosensing device. The functionalization process was confirmed by Raman spectroscopy and Atomic Force Microscopy. The characterization of the sensor and its qualities were monitored using transfer curves and time response. The shift in Dirac point and its position were inspected in relation to different concentrations of glucose and efficiency of the functionalization. The choice of the gate electrode of the graphene field-effect transistor was investigated with respect to its possible impact on the measurement results.
|
|
|
Příprava a charakterizace dvourozměrných heterostruktur
Majerová, Irena ; Švec, Martin (oponent) ; Procházka, Pavel (vedoucí práce)
Po experimentálním získání grafénu počátkem 21. století došlo k objevení mnoha dalších zajímavých 2D materiálů. Elektrické a optické vlastnosti těchto vrstev jsou však značně ovlivněny složením a kvalitou okolních materiálů. Za účelem zachování výjimečných vlastností tenkých vrstev se s postupem času začala pozornost vztahovat k heterostrukturám z 2D materiálů složených. Tato diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací heterostruktur složených z grafénu a hexagonálního nitridu boritého, se zaměřením na optimalizaci výrobního procesu heterostruktur metodou suchého přenosu tenkých vrstev připravených mikromechanickou exfoliací. Charakterizace a kvalita připravených vrstev je kontrolována pomocí Ramanovy spektroskopie a morfologie je zkoumána pomocí mikroskopu atomárních sil (AFM). Dále jsou v práci diskutovány elektrické vlastnosti vyrobeného grafén-hBN zařízení a měřena pohyblivost nosičů náboje grafénového tranzistoru řízeného polem.
|
|
|
Zesilovače s unipolárními tranzistory JFET a MOSFET pro laboratorní výuku
Šimek, Dominik ; Petržela, Jiří (oponent) ; Langhammer, Lukáš (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací přípravku pro měření zesilovačů s unipolárními tranzistory, který bude využit v rámci laboratorní výuky. Cílem práce je vytvořit komplexní přípravek, který poskytne prostředek k měření základních charakteristik zesilovače v zapojení se společným Drainem, společným Sourcem i společným Gatem. Čímž pomůže studentům ke snazšímu pochopení principů unipolárních tranzistorů. Deska plošných spojů přípravku bude tvořena zapojeními zesilovačů s MOSFETy a JFETy, přičemž bude možné si vybrat, zda chceme měřit tranzistor s typem kanálu N či typem kanálu P. Samotný návrh je podložen rozborem základních teoretických vlastností unipolárních tranzistorů, výpočty a simulacemi, které jsou též součástí práce.
|
|
|
Detection of DNA/RNA fragments using graphene sensor and influence of upper electrolytic gate
Herzánová, Kristína ; Konečný, Martin (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Graphene's unique properties, such as biocompatibility, high charge carrier mobility and surface sensitivity, make it a suitable material for biosensing devices. This thesis aims to describe and demonstrate such sensors and the measurements performed to detect fragments of DNA, specifically cytosine-based substances. The graphene is employed in field-effect transistors as the conductive sensing channel. The doping of graphene induced by adsorbed molecules on the channel causes changes in graphene's transport properties. These changes are reflected in electronic response measurements: real-time measurements of graphene sheet resistance responding to the addition of different solutions and dependency of the resistance on the continual change of gate voltage. The latter can be performed either in the back-gated or electrolytic top-gated configuration of the FET sensor. The difference between the two configurations is observed, as well as the effect of the distance between graphene and top-gate electrode on the sensor response. The output of these measurements are transfer curves exhibiting typical peaks indicating the charge neutrality point (Dirac point) of graphene. Different concentrations of the analyte solution results in different shift of the Dirac point voltage, quantifying the doping level.
|
|
|
Grafenový biosenzor dopaminu a vliv hradel
Krajíčková, Kateřina ; Šimšíková, Michaela (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na zkoumání interakce biochemických látek (roztoků dopaminu) s grafenem pomocí senzoru založených na polem řízeném tranzistoru (FET). Grafen má jedinečné vlastnosti, včetně biokompatibility, vysoké mobility nosičů náboje a povrchové citlivosti, což ho činí ideálním materiálem pro biosenzory. V těchto senzorech je grafen využíván v FET jako vodivý kanál citlivý na povrchové změny. Použitím senzoru s FET uspořádáním je možné experimentálně stanovit dopování grafenu způsobené adsorbovanými atomy nebo molekulami prostřednictvím pozorování posunu polohy Diracova bodu. Měření lze provádět pomocí konfigurace s dolním hradlem nebo elektrolytické konfigurace s horním hradlem FET senzoru a tato práce zkoumá rozdíly mezi těmito dvěma uspořádáními. Dále se zkoumá vliv vzdálenosti mezi grafenem a elektrodou horního hradla na odezvu senzoru. Výsledky těchto měření jsou vyjádřeny pomocí přenosových křivek, které vykazují charakteristické vrcholy indikující stav grafenu s rovnovážným stavem náboje grafenu, známé jako Diracův bod.
|
|
|
Double-gate biosensor of glucose based on functionalized graphene
Malatinová, Michaela ; Pavlásková, Lucie (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This bachelor's thesis studies functionalization of graphene with linker molecule pyrenebutanoic acid succinimidyl ester and the enzyme glucose oxidase for glucose detection by a biosensor. The functionalized graphene implemented as the channel in field-effect transistor was used for the fabrication of the biosensing device. The functionalization process was confirmed by Raman spectroscopy and Atomic Force Microscopy. The characterization of the sensor and its qualities were monitored using transfer curves and time response. The shift in Dirac point and its position were inspected in relation to different concentrations of glucose and efficiency of the functionalization. The choice of the gate electrode of the graphene field-effect transistor was investigated with respect to its possible impact on the measurement results.
|
|
|
Detection of DNA/RNA fragments using graphene sensor and influence of upper electrolytic gate
Herzánová, Kristína ; Konečný, Martin (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
Graphene's unique properties, such as biocompatibility, high charge carrier mobility and surface sensitivity, make it a suitable material for biosensing devices. This thesis aims to describe and demonstrate such sensors and the measurements performed to detect fragments of DNA, specifically cytosine-based substances. The graphene is employed in field-effect transistors as the conductive sensing channel. The doping of graphene induced by adsorbed molecules on the channel causes changes in graphene's transport properties. These changes are reflected in electronic response measurements: real-time measurements of graphene sheet resistance responding to the addition of different solutions and dependency of the resistance on the continual change of gate voltage. The latter can be performed either in the back-gated or electrolytic top-gated configuration of the FET sensor. The difference between the two configurations is observed, as well as the effect of the distance between graphene and top-gate electrode on the sensor response. The output of these measurements are transfer curves exhibiting typical peaks indicating the charge neutrality point (Dirac point) of graphene. Different concentrations of the analyte solution results in different shift of the Dirac point voltage, quantifying the doping level.
|
|
|
Detection of biochemical substance using graphene sensor
Supalová, Linda ; Šimšíková, Michaela (oponent) ; Bartošík, Miroslav (vedoucí práce)
This bachelor's thesis studies the interaction of biochemical substances with graphene by utilizing sensors with a field-effect transistor arrangement. Adsorbed atoms or molecules can induce doping of the graphene sheet, which can be experimentally determined by observing the shift in the position of Dirac point. Dependence of the Dirac point location on the added substance is studied, as well as time response to the addition of the liquid sample. Sensitivity to different molecules is observed and the implication of the results for the adsorption of various molecules are discussed.
|
host ::
RSS.