|
|
Implementation of a Multipurpose Measurement System for (Sub)Terahertz Electron Spin Resonance Spectroscopy
Šedivý, Matúš ; Malik, Aamir Saeed (oponent) ; Epel, Boris (oponent) ; Vrba, Radimír (vedoucí práce)
Electron spin resonance (also called electron paramagnetic resonance or just EPR) spectroscopy includes methods that investigate matter via unpaired electrons. One of the progressive EPR methods is the rapid scan, which allows one to observe the kinetics of chemical reactions. Moreover, recent developments of high-frequency components expand application of high-frequency EPR (HFEPR), that use sub terahertz and terahertz waves. This thesis deals with the connection of both paths into the frequency rapid scan (FRaScan) HFEPR spectrometer that was recently developed at CEITEC BUT. A brief introduction to the theoretical background of EPR is provided, followed by an overview of the HFEPR instrumentation. The practical part describes a technical solution for the spectrometer. The emphasis is on the implementation of software through which the spectrometer is controlled, and measurements are automated. Afterward are shown example measurements of solid state materials, namely vanadium doped silicon carbide (SiC:V), lithium phthalocyanine (LiPc), and crystal of 1,3-bisdiphenylene-2-phenylallyl (BDPA). The examples demonstrate the capabilities of the spectrometer to acquire multi-frequency continuous wave spectra and frequency-swept spectra with dependency on the temperature and orientation of the sample, as well as the frequency rapid scan spectra.
|
|
|
Optimalizace pokusného NQR spektrometru
Segiňák, Ján ; Král, Bohumil (oponent) ; Steinbauer, Miloslav (vedoucí práce)
Práca pojednáva o NQR spektroskopii, ktorá patrí medzi moderné nedeštruktívne meracie a diagnostické metódy pre charakteristiku rôznych materiálov. Využíva kvadrupólový moment - vlastnosť atómových jadier niektorých izotopov. Metóda nukleárnej kvadrupólovej rezonancie (NQR) je v princípe veľmi podobná nukleárnej magnetickej rezonancii (NMR). Diplomová práca sa v teoretickej časti zaoberá princípom NMR a NQR, popisuje možné využitie tejto metódy na detekciu napr. výbušnín, drog, a iných nebezpečných chemikálií. V nasledujúcich kapitolách sú rozobrané kľúčové parametre NQR spektrometra a princíp zvolenej metódy merania. Praktická časť práce sa zaoberá jednotlivými komponentami NQR spektrometra, návrhom možných vylepšení a programovaním meracej sekvencie. V záverečnej kapitole sú spracované merania predložených vzoriek.
|
|
| |
|
|
High frequency electron spin resonance spectroscopy
Hrubý, Jakub ; Perfetti, Mauro (oponent) ; ShangDa, Jiang (oponent) ; Neugebauer, Petr (vedoucí práce)
Electron spin resonance (ESR) is a non-invasive magnetic-resonance-based spectroscopic technique. It is used in many scientific fields such as biology, chemistry, and physics to investigate systems with unpaired electrons. This doctoral thesis deals with high-frequency electron spin resonance (HF-ESR) spectroscopy and its use on paramagnetic coordination compounds. The first part outlines theoretical basics with literature research in this field and shows the HF-ESR applications. Afterwards, methods used to study systems of interest are presented. Herein, the complementary spectroscopic methods (XPS, RS, UV-VIS, AFM, SEM) are described, and the design of a newly built high-vacuum (HV) sublimation chamber was developed for the preparation of thin films of coordination compounds on surfaces. The next part deals with results obtained by HF-ESR on molecular quantum bits [Cu(dbm)2], single-molecule magnets [CoX2(dppf)], [Co(4MeO-L)2Cl2], and vision of graphene-based bolometers for detection of this class of compounds is outlined. The results are further discussed, and their implications are summarised in conclusions. Finally, references and the author's outputs make up the final chapters of this work.
|
|
|
NÁVRH OPTOVLÁKNOVÉHO BIOSENZORU SE SPEKTRÁLNÍ ANALÝZOU V BLÍZKÉ INFRAČERVENÉ OBLASTI
Křepelka, Pavel ; Jakubec,, Martin (oponent) ; Skládal, Petr (oponent) ; Mikulka, Jan (vedoucí práce)
Práce se zabývá měřením a interpretací NIR spekter bakteriálních buněk a výzkumem biosenzorických technik, využívající tuto analytickou techniku. Je zde rozebrán současný stav vědění v oblasti NIR spektroskopie v mikrobiologii a technologie optovláknových biosenzorů. Z rozboru vyplývá, že NIR je vhodnou technikou pro přímou molekulární analýzu bakterií, která však trpí nízkou citlivostí a nedostatečnou interpretací bakteriálních spekter. V další části práce je uveden teoretický rozbor technik spektrální analýzy a technologie optovláknových senzorů. V praktické části práce jsou představeny experimenty a výzkum vedoucí k odstranění těchto nevýhod NIR spektroskopie v mikrobiologii. Je zde shrnuta řada experimentů sloužící k interpretaci NIR spekter bakterií a návrh optovláknového senzoru pro zvýšení citlivosti této techniky. V této práci byly určeny a částečně interpretovány spektrální regiony důležité pro identifikaci bakteriálních kmenů a navržen senzor pro analýzu bakterií, který je schopný klasifikovat kmeny na základě 105 zachycených buněk. Tím byly splněny cíle této práce.
|
|
|
Numerická optimalizace absorpce plazmonických struktur ve střední infračervené oblasti
Kulič, Martin ; Křápek, Vlastimil (oponent) ; Kvapil, Michal (vedoucí práce)
Plazmonické nanostruktury mají dnes již mnohaletou historii aplikace v senzorických a spektroskopických metodách. V této práci je nejprve představena historie, aplikace a parametry nanostruktur ve spektroskopii. Poté je pomocí numerických simulací v programu Lumerical FDTD Solutions zkoumán vliv plazmonických antén na absorpci energie v tenké vrstvě oxidu křemičitého, nitridu křemičitého a oxynitridu křemíku různých tlouštěk a na závěr je provedena numerická demonstrace využití infračervených antén ve spektroskopii.
|
|
|
Optimalizace tenkých oxidových vrstev kovových materiálů
Vítek, Jiří ; Šimonová, Lucie (oponent) ; Šubarda, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na popis metody reaktivního naprašování tenkých vrstev. V současné době je mnoho způsobů vytváření tenkých filmů a mnoho aplikací tenkých vrstev v nejrůznějších průmyslových odvětvích. V této práci je nejprve uvedena problematika tenkých vrstev, následuje přehled nanášecích metod a chemické analýzy nanášených vrstev. Dále je popsána čtyřbodová metoda měření plošného odporu, mechanická zkouška adheze a optických vlastností. V závěru teoretické části jsou popsána materiálová složení nanášených vrstev. Cílem praktické části práce je optimalizovat proces depozice vrstvy směsného oxidu india a cínu (In2O3:SnO2) a přispět tak k celkovému porozumění vlivu žíhání na danou vrstvu. Bylo vytvořeno šest sérií vzorků s uvedenou nanášenou vrstvou. Nejdříve se zkoumal vliv žíhání na propustnost v celém měřícím rozsahu a následně se série porovnávaly vzhledem k propustnosti ve viditelné části světelného spektra. Dále se porovnávala hodnota plošného odporu u nežíhaných a následně žíhaných vzorků.
|
|
|
Detekce fluoru pomocí spektrometrie laserem buzeného plazmatu
Jaworková, Magdalena ; Pořízka, Pavel (oponent) ; Prochazka, David (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá spektroskopií buzeného plazmatu LIBS a jejím využitím pro detekci fluoru ve vzorcích. V teoretické části je rozebrána tato metoda a jednotlivé přístupy měření vhodné pro detekci fluoru. V experimentální části je pak porovnána citlivost jednotlivých experimentálních přístupů, jakými jsou použití nárazníkových plynů (He), změna okolního tlaku, využití dvou laserových pulsů (DP-LIBS) či detekce molekulových pásů.
|
|
|
Nízkoenergetická excitace v orientovaném grafitu pomocí THz magnetooptické spektroskopie
Dubský, Jan ; Kunc, Jan (oponent) ; Vrba, Radimír (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá modelováním elektronických vlastností krystalu grafitu, které jsou měřitelné za užití spektrometru určeného pro vysokofrekvenční elektronově paramagnetickou rezonanci (anglicky high frequency electron paramagnetic resonance, zkráceně HFEPR) nacházejícího se v laboratořích CEITEC VUT. Jedná se zejména o pásovou strukturu grafitu a jeho Landauovy hladiny. V teoretické části práce jsou popsány stěžejní jevy a souvislosti z kvantové mechaniky a definice významných pojmů z fyziky pevných látek, s jejichž pomocí je možné popsat krystalickou strukturu grafitu a jeho elektronické vlastnosti. Dále je v práci popsán HFEPR spektrometr a jeho funkční princip. V praktické části se nacházejí numerické modely pásové struktury grafitu, modely jeho Landauových hladin a popis přípravy vzorku grafitu pro měření. Na konci praktické části je analýza výsledků měření, konkrétně cyklotronové rezonance a Shubnikových-de Haasových oscilací, díky níž je možné určit fyzikální parametry vzorku, jako např. efektivní hmotnost nosičů náboje a fundamentální frekvenci.
|
|
|
Prostorové uspořádání molekul proteinů
Novotný, Jan ; Maděránková, Denisa (oponent) ; Škutková, Helena (vedoucí práce)
Cílem této práce bylo seznámit se s prostorovým uspořádáním molekul proteinů, s jejich získáváním, způsoby zápisu a veličinami sloužícími k jejich popisu. Predikce proteinových struktur je velice důležitá pro zjištění funkce budoucích proteinů. Dalším cílem bylo vytvoření funkce v prostředí MATLAB, která bude graficky reprezentovat prostorové uspořádání páteřní struktury proteinu formou Ramachandranova diagramu. Společně s touto funkcí vytvořit další funkci k vykreslení postraních řetězců aminokyselin a funkci k výpočtu stereochemické kvality. Nakonec vytvořit program pro kompletní vyhodnocení prostorového uspořádání molekuly proteinu a výpočtu stereochemické kvality a otestování programu na proteinových strukturách z veřejné databáze RSCB PDB.
|
host ::
RSS.