Studium morfologie a chemického složení povrchu porézního křemíku v závislosti na podmínkách přípravy
| Název práce v češtině: | Studium morfologie a chemického složení povrchu porézního křemíku v závislosti na podmínkách přípravy |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Morfology and surface chemical composition of porous silicon prepared at various conditions |
| Klíčová slova: | nanostrukturní křemík, porézní křemík, fotoluminiscence, funkcionalizované nanomateriály |
| Klíčová slova anglicky: | nanostructured silicon, porous silicon, photoluminescence, functionalized nanomaterials |
| Akademický rok vypsání: | 2010/2011 |
| Typ práce: | diplomová 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: | 04.11.2010 |
| Datum zadání: | 04.11.2010 |
| Datum a čas obhajoby: | 27.05.2013 00:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 15.04.2013 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 15.04.2013 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 27.05.2013 |
| Oponenti: | RNDr. Kateřina Herynková, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| Úkolem diplomové práce je příprava série vzorků porézního křemíku z různých typů výchozích křemíkových substrátů při různých podmínkách leptání a složení elektrolytu a následná charakterizace vzorků. Studium morfologie bude prováděno zejména pomocí elektronové mikroskopie, stanovení chemického složení povrchu pomocí infračervené spektroskopie. Připravené vzorky porézního křemíku budou využity pro měření fotoluminiscenčních vlastností (změny intenzity, spektrálního složení, dohasínání fotoluminiscence) na vzduchu a v prostředí vhodných plynných analytů jako senzory vybraných chemických látek. Součástí práce bude stanovení statických i dynamických parametrů studovaných senzorových prvků a určení mechanizmu procesů fotoluminiscenční senzorové odezvy. |
| Seznam odborné literatury |
| 1. L. Canham, Properties of porous silicon, EMIS Datarewies Ser. No.18, INSPEC, London 1997.
2. J. H. Davies, The physics of low-dimensonal semiconductors, Cambridge University Press, Cambridge 1998. 3. V. Lehmann, Electrochemistry of Silicon, Wiley-WCh Verlag, Weinheim 2002. 4. W. Goepel, J. Hesse, J.N. Zemel, Sensors: A Comprehensive Survey, Vol. 1-3, Wiley-WCh Verlag, Weinheim 1989. |
| Předběžná náplň práce |
| Porézní křemík je materiál na bázi křemíku, který se nejčastěji připravuje anodickým leptáním krystalického křemíku v kyselině fluorovodíkové. Fyzikální a chemické vlastnosti porézního křemíku určují útvary rozměrů řádově jednotky až desítky nanometrů. Vlastnosti nanostrukturních materiálů jsou ve srovnání se svými makroskopickými protějšky ovlivněny kvantovým rozměrovým jevem a fyzikálně-chemickými jevy na jeho obrovském vnitřním povrchu. V závislosti na typu křemíkového substrátu (typ dopantu, vodivost, krystalografická orientace) a technologických podmínkách lze připravit materiál o různé velikosti pórů (makroporézní, mesoporézní a mikroporézní křemík) a o různém zastoupení vazeb Si-O a Si-H. Morfologie a chemické složení povrchu porézního křemíku předurčují jeho využití pro nejrůznější aplikace. Jednou z nejvýznamnějších aplikačních možností porézního křemíku je konstrukce senzorů chemických látek. K tomu lze využít výrazné citlivosti fyzikálních vlastností, zejména pak fotoluminiscence, křemíkových nanostruktur na stavu jejich povrchu. Detekce chemických látek je významným úkolem při monitorování životního prostředí, kontrole chemických a biologických procesů a testování kvality potravin. Zásadní předností senzorů konstruovaných na bázi křemíku je jejich možnost integrace na křemíkovém čipu. |