Aplikace fotoluminiscenčního senzorového pole pro detekci chemických látek v plynných směsích
| Název práce v češtině: | Aplikace fotoluminiscenčního senzorového pole pro detekci chemických látek v plynných směsích |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Photoluminescence sensor field applied for detection of chemical compounds in gas mixtures |
| Klíčová slova: | nanostrukturní křemík, porézní křemík, fotoluminiscence, optické senzory, funkcionalizované nanomateriály, organické těkavé látky |
| Klíčová slova anglicky: | nanostructured silicon, porous silicon, photoluminescence, optical sensors, functionalized nanomaterials, volatile organic compounds |
| Akademický rok vypsání: | 2019/2020 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Juraj Dian, CSc. |
| Řešitel: |
| Zásady pro vypracování |
| 1. Příprava vzorků porézního křemíku
2. Funkcionalizace povrchu vzorků pomocí vybraných reakčních postupů. 3. Charakterizace pomocí FTIR a fotoluminiscenční spektroskopie 4. Změření senzorové odezvy připravených vzorků na jednoduché organické látky, následné měření pro vybrané biologicky významné látky. 5. Vyhodnocení naměřených dat, stanovení statických a dynamických charakteristik senzorových prvků. |
| Seznam odborné literatury |
| 1. L. Canham, Properties of porous silicon, EMIS Datarewies Ser. No.18, London 1997
2. J. H. Davies, The physics of low-dimensonal semiconductors, Cambridge Univ. Press, Cambridge 1998 3. V. Lehmann, Electrochemistry of Silicon, Wiley-VCh, Weinheim 2002. 4. W. Goepel, J. Hesse, J.N. Zemel, Sensors: A Comprehensive Survey, Vols. 1-3, Wiley-VCh, Weinheim. |
| Předběžná náplň práce |
| Senzory chemických látek využívají řadu fyzikálních veličin pro detekci přítomnosti chemických látek. Fotoluminiscence nanokrystalického křemíku je silně závislá na typu a koncentraci chemických látek v okolí nanokrystalů. Porézní křemík připravený za vhodných podmínek elektrochemickým leptání povrchu krystalického křemíku ve směsi kyseliny fluorovodíkové a ethanolu představuje porézní materiál, který obsahuje křemíkové nanokrystality v okolí pórů. Tyto nanokrystality vykazují intenzivní viditelnou fotoluminiscenci při pokojové teplotě, která je zhášena v přítomnosti řady chemických látek. Vhodnou funkcionalizací – chemickou úpravou – povrchu materiálu lze zavést do procesu detekce rozpoznávací člen, který mění fotoluminiscenční odezvu
Cílem bakalářské práce je příprava vzorků porézního křemíku s vhodně funkcionalizovaným povrchem, jejich charakterizace pomocí infračervené a fotoluminiscenční spektroskopie. Tyto vzorky budou testovány jako senzorové prvky fotoluminiscenčního senzorového pole pro detekci vhodných biologicky významných látek. Příprava senzorových prvků a senzorová měření budou probíhat na fotoluminiscenčním senzorovém poli na Katedře chemické fyziky a optiky, které bylo realizováno v rámci projektu TAČR. |