NMR spektroskopie křemíkových nanokrystalů s organickým povrchem

• Název práce v češtině: NMR spektroskopie křemíkových nanokrystalů s organickým povrchem
• Název v anglickém jazyce: NMR spectroscopy of silicon nanocrystals with organic surface
• Klíčová slova: NMR spektroskopie, křemikový nanokrystal, organické pokrytí
• Klíčová slova anglicky: NMR spectroscopy, silicon nanocrystal, organic coating
• Akademický rok vypsání: 2010/2011
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky nízkých teplot (32-KFNT)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Jan Lang, Ph.D.
• Konzultanti: RNDr. Kateřina Kůsová, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Osvojení ovládání spektrometru nukleární magnetické rezonance vysokého rozlišení.
2. Nastudování základů multijaderných metod spektroskopie NMR.
3. Literární rešerše o aplikacích NMR pro studium křemíkových nanokrystalů.
4. Měření mutijaderných a difúzních NMR spekter.
6. Vyhodnocení naměřených dat.
7. Charkaterizace hlavních organických skupin a případně i způsobu jejich vazby na povrchu křemíkových nanokrystalů.
8. Sepsání bakalářské práce

Seznam odborné literatury

1. W. R. Croasmun (Editor), Robert M. K. Carlson (Editor): Two-Dimensional NMR Spectroscopy (Methods in Stereochemical Analysis), WileyBlackwell 1994.

2. M. H. Levitt: Spin Dynamics; Basics of Nuclear Magnetic Resonance, John Wiley & Sons, Chichester, 2001.

3. L. Pavesi, P. J. Lockwood: Silicon Photonics, Topics in Applied Physics Vol. 94, Springer, Berlin, 2004

Předběžná náplň práce

Křemík má značné možnosti využití v optoloelektronice, především ve formě modulátorů světla, světlovodů, apod. Výhodou křemíku je snadná dostupnost, chemická stabilita i zvládnutá technologie z výroby polovodičových součástek. Optoelektronický potenciál křemíku by dále enormě vzrostl, pokud by se z něj dal připravit injekční laser. Pro činnost laseru je nutný vysoký kvantový výtěžek luminiscence, který je však v případě běžného krystalického křemíku prakticky nulový. K podstatnému zvýšení výtěžku dochází u nanokrystalické formy. Fotoluminiscenci významně ovlivňuje povrch nanokrystalů. Běžná oxidace povrchu na SiO2 však nesplňuje všechny požadované vlastnosti. Skupině prof. Pelanta se podařilo nalézt relativně jednoduchou metodiku pokrytí povrchu nanokrystalů organickou vrstvou pomocí ozařování roztoku nanokrystalů v organickém rozpouštědle UV laserem. Výsledné koloidní roztoky takto upravených nanokrystalů křemíků mají výborné vlastnosti z hlediska vlnové délky a kvantového výtěžku luminiscence.
Cílem této práce je charakterizace organických částic na povrchu nanokrystalů metodami spektroskopie nukleární magnetické rezonance. Je třeba zdůraznit, že NMR spektroskopie křemíkových nanokrystalů je zcela nová aplikace. Bude možné se seznámit i s přípravou vzorků a s relevantními moderními metodami optické spektroskopie na pracovišti konzultantů.
Základní experimentální metodikou budou jedno- a dvojrezonanční techniky na jádrech 1H, 13C, 29Si a měření translační difúze s využitím stimulovaného echa v kombinaci s pulsními gradienty magnetického pole.