|
|
Nanostructures for advanced plasmonic applications
Kejík, Lukáš ; Brzobohatý,, Oto (oponent) ; Dostálek,, Jakub (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Plasmonics, characterized by the coupling of free electron oscillations in metals with electromagnetic waves, has come to the forefront with advancements in nanotechnology. This synergy results in remarkable properties of nanoscale objects, characterized by confined and enhanced electromagnetic fields. These features pave the way for a wide array of nanostructure applications, spanning biosensing, emission enhancement, solar energy harvesting, and optical component substitution. This dissertation is centered on the application of plasmonic nanostructures, primarily focusing on planar optical components known as metasurfaces. Additionally, it explores their use in photocatalytic applications, harnessing the energetic hot charge carriers generated through plasmonics. The dissertation begins with an introduction to the theoretical foundations of plasmonics, highlighting key parameters governing plasmonic properties and providing an overview of its most compelling applications. Subsequently, it comprises four experimental sections which show the utilization of plasmonic nanostructures for various purposes, including the phase of light control, dynamic metasurfaces, investigations of inner crystallinity effects, and the utilization of hot charge carriers in photoelectrochemical systems. These studies share a common theme of employing advanced or less conventional materials, such as vanadium dioxide or transition metal dichalcogenides, within the realms of plasmonics and nanotechnology.
|
|
|
Návrh efuzní cely pro depozici ultratenkých vrstev Sn a Zn
Horák, Stanislav ; Kolíbal, Miroslav (oponent) ; Mach, Jindřich (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a sestavením efuzních cel pro depozici ultra- tenkých vrstev zinku a cínu. V práci jsou úvodem vysvětleny principy funkce efuzních cel, jako je metoda molekulární svazkové epitaxe (MBE) a tvorba efuzního toku. Dále je uve- dené shrnutí obecné konstrukce atomarních zdrojů a rešeršní studie o růstu ultratenkých vrstev a nanostruktur zinku, cínu a jejich sloučenin. V praktické části byly vytvořeny dva návrhy efuzních cel s radiačním ohřevem z karbidu křemíku a ohřevem pomocí dopadu elektronů. Přílohou práce je kompletní výkresová dokumentace navržených efuzních cel
|
|
|
Preparation of contacts to one-dimensional nanostructures
Citterberg, Daniel ; Procházka, Pavel (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with methodology of contacting one-dimensional nanostructures. Theoretical part of the thesis defines the concept of one-dimensional nanostructures, then it deals with the potential of their usage, especially in field effect transistors. This part also deals with the possibility of measuring the electrical properties of one-dimensional nanostructures and the possibility of fabricating contacts with sufficiently small sizes using litographic approach. Experimental part gives a brief overview of the tasks that need to be done during the contact fabrication. Subsequently, the individual steps are described in more detail and, finally, initial results of electrical characterization are shown.
|
|
|
Studium nanomateriálů pro jejich použití v jaderné energetice a výzkumu
Jelínek, Martin ; ČEZ,, Jiří Skalička, (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Bakalářská práce poskytuje ucelený přehled vlastností jednotlivých nanomateriálů a shrnuje nejnovější poznatky o pokročilých aplikacích ve všech odvětvích jaderné energetiky od konstrukčních materiálů, přes palivo, palivové pokrytí, moderátor neutronů a chladivo až po pokročilé metody detekce ionizujícího záření a jeho přímé využití pro výrobu elektrické energie. Prostor je věnován také uplatnění v bezpečnostních prvcích a systémech jaderných elektráren. Experimentální část práce se zabývá možností použití uhlíkových nanovláken jako aditiva do chladiva jaderného reaktoru typu VVER kvůli celkovému vylepšení tepelných vlastností chladiva. Dosud málo zkoumaná problematika změny neutronové bilance vlivem interakcí s nanočásticemi byla prakticky ověřována na směsi s parafínem ve dvou různých koncentracích a srovnávána s referenčním vzorkem z čistého parafínu.
|
|
|
Využití nanotechnologií v jaderné energetice
Skalička, Jiří ; Štefánik, Milan (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Práce shrnuje současné poznatky o nanomateriálech a jejich použití. Zabývá se hlavně metodami výroby a použitím jednotlivých typů materiálů v oblasti jaderné energetiky, jaderného výzkumu a jaderné medicíny. Teoretická část je věnována možnostem využití uhlíkových nanotrubek pro kolimaci nebo vedení svazku neutronů. V experimentální části bylo zjišťováno, jak vybrané nanomateriály ovlivňují neutronový tok v měřícím boxu napojeném na horizontální radiální kanál reaktoru VR-1. Otestovány byly neorientované uhlíkové nanotrubky, uhlíková nanovlákna, nanodráty z aluminy, orientované uhlíkové nanotrubky při různém natočení a výsledky byly porovnány s výsledky při použití grafitu.
|
|
|
Characterization of electronic properties of nanowires for electrochemistry
Kovařík, Martin ; Čech, Vladimír (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Electrochemical methods are widely used in many applications (e.g. sensing, energy storage or catalysis) with the advantage of their inexpensive instrumentation. In order to understand redox processes taking place at electrodes, the knowledge of electronic band structure of the electrode materials is very valuable. This thesis focuses on the analysis of work function and valence band edge position of novel electrode materials, in particular indium tin oxide decorated with tungsten disulfide nanotubes. Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy and Kelvin Probe Force Microscopy are used to measure those characteristics. A special emphasis is put on the electrode sample preparation to avoid misinterpretation of the results due to adventitious efects (e.g. contamination or surface modification).
|
|
|
Příprava a charakterizace TiO2 nanotrubiček dekorovaných stříbrem pro biomedicínské účely
Bílek, Ondřej ; Horynová, Miroslava (oponent) ; Fohlerová, Zdenka (vedoucí práce)
Tato diplomová práce shrnuje poznatky z oblastí syntézy, charakterizace a využití nanotrubiček z oxidu titaničitého a jeho kombinace s nanočásticemi stříbra pro biomedicínské účely. Součástí práce jsou i základní protokoly práce s buněčnými kulturami a bakteriemi. Praktická část této diplomové práce se zaměřuje především na syntézu tubulárních struktur z oxidu titaničitého pomocí anodické oxidace 500nm titanové vrstvy a následné dekorování nanotrubiček stříbrem pomocí elektrodepozice. Závěr praktické části je věnován testování antibakteriálních vlastností nového materiálu a zkoumání vlivu množství elektrodeponovaného stříbra na adhezi MG-63 buněk. Vlastnosti nového povrchu jsou vždy porovnávány s referenčním vzorkem, který je tvořen nanotrubičkami z oxidu titaničitého bez stříbra.
|
|
|
Analýza jednorozměrných struktur pomocí Kelvinovy silové mikroskopie
Kovařík, Martin ; Bartošík, Miroslav (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá využitím Kelvinovy silové mikroskopie (KPFM) při analýze 1D nanostruktur, konkrétně germaniových nanodrátů a nanotrubic ze sulfidu wolframičitého (WS2). První část této práce je věnována možnosti detekce zlatých nanočástic na germaniových nanodrátech a také analýze relevantnosti KPFM metody při měření za různých vzdušných vlhkostí. Druhá část je věnována měření změn povrchového potenciálu WS2 nanotrubic způsobených interakcí se světlem. Výsledkem této práce je zjištění, že relativní změny povrchového potenciálu lze pomocí KPFM měřit i za atmosférické vlhkosti, a této znalosti je využito při zkoumáni interakce WS2 nanotrubic s monochromatickým světlem. Experiment ukázal, že nanotrubice pokryté zlatými nanočásticemi vykazují při interakci se světlem o dané vlnové délce opačné změny povrchového potenciálu než nemodifikované nanotrubice, což ukazuje na odlišné fyzikální procesy v nich probíhající.
|
|
|
Advanced plasmonic materials for metasurfaces and photochemistry
Ligmajer, Filip ; Vala,, Milan (oponent) ; Bauch, Martin (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Plasmonics – the scientific discipline dealing with interaction between light and metallic materials – when coupled with nanotechnology, offers unprecedented possibilities for light control and utilization. The outcome of this combination can be, for example, focusing of light below the diffraction limit, enhancement of emission or absorption of quantum emitters, or extremely sensitive detection of molecules. This thesis deals with possibilities how to utilize plasmonics for flat optical components, so-called metasurfaces, and for photocatalytic applications based on plasmonically generated electrons with high energy, so-called hot electrons. First, the fundamentals of plasmonics are explained and an overview of its most notable applications is provided. Then, three studies are presented, which cover the use of plasmonic nanostructures for the control of light polarization and phase, for creation of dynamically tunable metasurfaces, and for photo-electrochemistry with hot electrons. The common principle of these studies is the use of advanced – or within these fields uncommon – materials, like, for example, vanadium dioxide or transition metal dichalcogenides.
|
|
|
Analysis and modifications of 1D nanostructures
Kachtík, Lukáš ; Houben,, Lothar (oponent) ; Šlouf,, Miroslav (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
The doctoral thesis deals with structural and spectral analysis of 1D nanostructures. First, techniques for the determination of crystallographic structure, as well as spectroscopic ones used to perform this analysis, are introduced with their description and abilities. The thesis continues with the analysis of InAs and Ge nanowires, where the analysis focuses on determining the crystallographic growth direction and their doping. The following chapter comprises an analysis of multi-walled WS2 nanotubes using Raman spectroscopy and the process used to count the number of walls in these nanotubes. The thesis continues with the analysis of WOx nanowires that emerged after the WS2 nanotubes oxidation. After that, the most complex chapter follows with the determination of the chirality of the outermost wall of multi-walled WS2 nanotubes. This chapter also reveals the process of the WS2 nanotubes growth. In the appendix, a self-regulation controller that controls the heating of the sample holder inside the scanning electron microscope is described, including the hardware and software parts.
|
host ::
RSS.