|
|
Towards highly-doped Ge and ZnO nanowires: Growth, characterization and doping level analysis
Pejchal, Tomáš ; Mikulík,, Petr (oponent) ; Grym,, Jan (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Highly-doped semiconductor nanowires represent a promising class of nanostructures with prospective applications in electronics, optoelectronics or bio-sensing. This thesis is focused on the growth and in-depth characterization of germanium and zinc oxide nanowires, with the aim of acquiring high doping levels. The first part of the thesis deals with the growth of germanium nanowires via the vapour–liquid–solid (VLS) process. Several factors impacting the nanowire growth and morphology are described – the composition of the catalytic particle, the role of surface adsorbates and the incorporation of atoms from the catalyst into the nanowire. The nanowires are grown from gold nanoparticles either in ultra-high vacuum (the MBE-like process) or in the presence of atomic-hydrogen vapour (mimicking the CVD process), resulting in dissimilar nanowire morphology and growth direction. The combined effect of atomic hydrogen adsorption and gold catalyst spreading is revealed – being the key element explaining the difference in nanowire morphology when MBE and CVD growth techniques are utilised. Further, the Ge nanowire growth from group-III-containing catalysts is studied, with the intention of doping the nanowires via the incorporation of atoms from the catalyst droplet. The in-situ prepared alloyed Au–Ga catalyst is found to be applicable for germanium out-of-plane nanowire growth – although the catalyst stability is lower than for pure Au. Despite a high dopant concentration in the catalyst, no gallium incorporation into the nanowire is observed. Hence, this method of nanowire doping is proved unsuitable for the material system selected. The third part of the thesis covers the characterization of ZnO nanowires and the development of a protocol for their diffusional doping with gallium. The impact of nanowire annealing on the concentration of oxygen vacancies (VO) is demonstrated – annealing in H2O2 gas decreases the VO concentration, compared with annealing in high vacuum. Further, Ga incorporation into ZnO nanowires is documented with in-situ SEM when annealed above 350 °C. Moreover, gallium-induced decomposition of ZnO nanowires is observed above 450 °C. The concentration and spatial distribution of Ga within the nanowires is assessed using STEM EDS and a theoretical model for Ga diffusion. The correlation between the VO concentration and the Ga incorporation into ZnO is found. Gallium concentration in the order of 10^21 cm^-3 is reached in the nanowires – demonstrating the suitability of the presented diffusional-doping method for achieving high Ga doping levels needed for prospective bio-sensing applications in the IR region.
|
|
|
Studium růstu ZnO krystalů ze supersaturovaného alkalického elektrolytu
Bannert, Tomáš ; Máca, Josef (oponent) ; Chladil, Ladislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem růstu krystalů oxidu zinečnatého ze supersaturovaných roztoků s využitím skenovacího elektronového mikroskopu a metody XRD. Práce je rozdělená na teoretickou a experimentální část. V teoretické části se práce zabývá rozborem problematiky týkající se principu činnosti elektrochemických článků s důrazem na Ni-Zn akumulátory, jevy limitující životnost a efektivitu Ni-Zn akumulátorů. Zaměřena je především na jevy ovlivňující srážecí procesy krystalů oxidu zinečnatého a rozborem a srovnáním vhodnosti metod, které byly v experimentální části použity ke studiu růstu připravených krystalů oxidu zinečnatého. Experimentální část potom obsahuje popis přípravy supersaturovaného roztoku, postupy jednotlivých analýz a jejich vyhodnocení. Výsledky jednotlivých metod analýzy jsou porovnány s teoretickými předpoklady a mezi sebou. Experimentální část dále obsahuje kapitolu zabývající se návrhem in situ metody pro rentgenovou difrakční analýzu získaných krystalů oxidu zinečnatého.
|
|
|
Vliv oxidu zinečnatého na cementové kompozity obsahující křemičitý úlet.
Dobiáš, Jiří ; Koutný, Ondřej (oponent) ; Šiler, Pavel (vedoucí práce)
Cílem této práce bylo prozkoumat vliv oxidu zinečnatého na vlastnosti portlandského směsného cementu s mikrosilikou. U past byly sledovány tokové vlastnosti a pomocí isoperibolického kalorimetrického měření průběh hydratace. Na připravených vzorcích byly studovány mechanické vlastnosti získáním hodnot pevností v tlaku a v tahu za ohybu po 1, 7 a 28 dnech. Pomocí XRD bylo měřeno fázové složení a byl sledován vývoj mikrostruktury pomocí SEM. Dále bylo studováno prvkové složení výluhů cementových trámečků analýzou ICP-OES.
|
|
|
Vliv akcelerátorů hydratace na cement dopovaný zinkem
Beneš, Pavel ; Šilerová,, Iva (oponent) ; Šiler, Pavel (vedoucí práce)
Zinek v cementu má negativní vlastnosti především kvůli výraznému zpoždění hydratace. Tato bakalářská práce se zabývá studiem hydratace cementů s obsahem zinku. Průběh hydratace cementu byl sledován pomocí isoperibolické kalorimetrie. Zinek byl dopován k CEM I 42,5 R ve formě 1 hmotnostního procenta oxidu zinečnatého. V rámci akceleračních přísad se použily oxid vápenatý, kyselina mravenčí a mravenčan vápenatý v různých poměrech. Získané výsledky byly porovnány s naměřenými pevnostmi, nakonec byla u daných akcelerátorů diskutována vhodnost pro použití ve stavebnictví.
|
|
|
Vliv zinku na mechanické vlastnosti cementových kompozitů
Štarha, Tomáš ; Šilerová,, Iva (oponent) ; Šiler, Pavel (vedoucí práce)
Tématem této bakalářské práce je sledování vlivu zinku na mechanické vlastnosti portlandského cementu. Zinek byl testován ve formě oxidu zinečnatého. Do cementu byly přidávány tři urychlovací přísady, kterými byly oxid vápenatý, kyselina mravenčí a mravenčan vápenatý v různých poměrech. Následně byly sledovány mechanické vlastnosti všech těchto směsí pomocí měření pevností v ohybu a pevností v tlaku po 7 a po 28 dnech a směsi byly analyzovány pomocí XRD a DTA metody. Pomocí isoperibolické kalorimetrie byla také sledována hydratace cementu CEM 42,5 R s obsahem oxidu zinečnatého.
|
|
|
Zinek a jeho sloučeniny
Štefka, Michal ; Kábelová, Božena (oponent) ; Pilátová, Ivana (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je příprava tří po sobě jdoucích sloučenin zinku. V teoretické části si práce všímá nejčastějších fyzikálních a chemických vlastností některých anorganických sloučenin tohoto prvku. Jsou to především ty sloučeniny, které jsou připraveny jako produkty nebo meziprodukty podle návodů uvedených v příloze této práce. V experimentální části je na základě poznatků ze samotné přípravy popsáno skutečné chování zinku oproti obecně uváděnému knižnímu a uvedeny postupy s nejvhodnějšími podmínkami přípravy jednotlivých sloučenin.
|
|
|
Preparation of nanowires for photonics
Mikula, Martin ; Grym, Jan (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
This thesis is dealing with nanowires of zinc oxide and of cesium lead bromide. Main goal was a preparation of ZnO nanowires using MBE. This goal was partially achieved and growth of needle-like structures was observed. Another goal was characterization of already prepared ZnO nanowires. We successfully determined polarity of their surfaces, examined the influence of lattice defects and assessed the result of their doping. Side goal of this work was characterization of nanostructures of cesium lead bromide. However, preparation of cesium lead bromide nanowires remains an open issue.
|
|
|
Vliv vzniku ettringitu na mechanické vlastnosti cementů dopovaných zinkem.
Kunovský, Ondřej ; Matějka, Lukáš (oponent) ; Šiler, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem vlivu akcelerátorů hydratace v cementových pastách dopovaných zinečnatými ionty. Byl studován jejich vliv na hydratační reakce, mechanické vlastnosti a množství vzniklého ettringitu. Byl použit cement CEM I 42,5 R a zinek byl přidáván ve formě ZnO v množství 1 hm. % Zn vůči cementu. Pevnosti byly měřeny v časovém horizontu 98 dní. Dále byly u vybraných vzorků provedeny analýzy metodami SEM, XRD a DTA ke zjištění množství ettringitu. Bylo zjištěno, že pevnosti v tlaku mohou v průběhu hydratace i klesat. Při tomto poklesu bylo pomocí SEM, XRD a DTA zjištěno snížení množství ettringitu ve vzorku.
|
|
|
Příprava vysoce dopovaných ZnO nanodrátů
Andrýsek, Michal ; Macák, Jan (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá přípravou ZnO nanodrátů, jejich dopováním a analýzou. Nanodráty byly připraveny oxidací mosazné fólie za vyššího tlaku a teploty a pomocí depozice zinku v oxidační atmosféře. V práci je popsán vliv teploty a tlaku na růst těchto nanodrátů. Ukázalo se, že za jistých experimentálních podmínek lze nanodráty připravit prvním uvedeným postupem. Pomocí efúzní cely se nanodráty připravit nepodařilo.
|
|
|
Růst ZnO nanodrátů
Mikula, Martin ; Voborný, Stanislav (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
V této práci jsou stručně charakterizovány nejvýznamnější vlastnosti nanodrátů a možnosti jejich syntézy. Speciální pozornost je věnovaná nanostrukturám oxidu zinečnatého jako i mechanizmu VLS, který je podstatný pro vysvětlení růstu nanodrátů. Dále byla sestavena depoziční aparatura pro růst ZnO nanodrátů a testována efuzní cela na zinek. Testování cely odhalilo zásadní nedostatek jejího konstrukčního návrhu, který brání jejímu použití pro depozici zinku. K růstu ZnO nanodrátů tak nedošlo a než se tak stane, bude zapotřebí použitou efuzní celu konstrukčně upravit.
|
host ::
RSS.