Optická detekce chemických látek pomocí senzorů na bázi porézního křemíku
| Název práce v češtině: | Optická detekce chemických látek pomocí senzorů na bázi porézního křemíku |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Optical detection of chemical species by porous silicon based sensors |
| Akademický rok vypsání: | 2008/2009 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Juraj Dian, CSc. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 29.09.2008 |
| Datum zadání: | 29.09.2008 |
| Datum a čas obhajoby: | 22.06.2010 00:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 22.06.2010 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 22.06.2010 |
| Oponenti: | doc. RNDr. Ivan Jelínek, CSc. |
| Zásady pro vypracování |
| Úkolem bakalářské práce je příprava vzorků porézního křemíku a jejich funkcionalizace pomocí vhodných chemických sloučenin s rozpoznávacími vlastnostmi. U těchto vzorků bude studována kvantitativní změna luminiscenčních parametrů v přítomnosti vybraných chemických látek a ze získaných výsledků budou stanoveny příslušné charakteristiky senzorové odezvy. Součástí bakalářské práce bude úprava experimentální aparatury pro automatizované dávkování detegovaných látek. |
| 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-WCh Verlag GmbH, Weinheim 2002. 4. W. Goepel, J. Hesse, J.N. Zemel, Sensors: A Comprehensive Survey, Vol. 1-3, Wiley-WCh Verlag GmbH, Weinheim. 5. B.R. Eggins, Chemical Sensors and Biosensors, Wiley 2002. |
| Předběžná náplň práce |
| Výrazné citlivosti fyzikálních vlastností křemíkových nanostruktur na stavu jejich povrchu lze využít pro konstrukci různých senzorů. Zásadní předností senzorů konstruovaných na bázi křemíku je jejich možnost integrace na křemíkovém čipu. Z dosud připravených křemíkových nanomateriálů má v této oblasti dominantní postavení porézní křemík pro svůj velký specifický povrch a porézní morfologii. Chemické sloučeniny mohou při proniknutí do pórů interagovat s atomy na povrchu a i bez vytvoření chemické vazby modifikovat rozložení náboje a tedy i energetické stavy a optické vlastnosti materiálu. V přítomnosti malých koncentrací organických látek (již od 1-10 ppm) dochází ke zhášení fotoluminiscence porézního křemíku. Funkcionalizace povrchu pomocí sloučenin s rozpoznávacími vlastnostmi umožňuje zvýšení selektivity na vybrané typy chemických sloučenin. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| Strong sensitivity of physical properties of silicon nanocrystals on the chemical state of their surface can be used for fabrication of various types of sensors. Principal advantage of sensors fabricated from silicon based materials is the possibility of direct integration on silicon chip. Among various silicon nanomaterials porous silicon has dominant position in sensor applications due to its extremely large specific surface and porous morphology. After penetration into porous matrix chemical compounds interact with surface atoms and, even without chemical bond formation, modify energy states and optical properties of material. In the presence of minute concentration of organic molecules (1-10 ppm) photoluminescence from porous silicon is quenched. Surface functionalization with molecular recognition compounds enables selectivity enhancement for selected classes of chemical compounds. |