Uhlíkové nanotrubky - nové materiály pro senzory

Student: Jaroslava Lavková
Vedoucí: Mgr. Iva Matolínová, Dr.
Stav práce: obhájená

Abstrakt:

Nanotechnologie hrají významnou roli v hledání nových materiálů pro elektroniku, obnovitelné zdroje energie, medicínu, ochranu životního prostředí a dalších odvětvích. Selektivní detekce molekul v plynech a roztocích s vysokou citlivostí je základem nových generací senzorů založených na jedinečných vlastnostech nanomateriálů – nanotrubiček, nanotyčinek a nanodrátů.
Jednou z cest detekce molekul je měření vodivosti uhlíkových struktur (grafenu) v podobě nanotrubiček (carbon nanotubes – CNT) o průměru jednotek až desítek nm a délkách několika μm, která je závislá na interakci povrchu CNT s molekulami. Selektivita a citlivost senzoru lze měnit modifikací povrchu CNT, jeho pokrýváním katalyticky aktivními kovy a oxidy (např. SnO2, Pt, Pd).
V řádkovacím elektronovém mikroskopu (SEM) budou studovány CNT s cílem dosáhnout jejich vysoké disperze, zvolením vhodného postupu přípravy, umožňující studovat jednotlivé nanotrubičky. Pomocí integrovaných nanomanipulátorů budeme studovat možnosti vytváření ohmického kontaktu pro měření vodivosti CNT. Depozice dopantů metodou vakuového naprašování a rozkladem metalorganických prekurzorů bude studována rovněž metodou SEM. Chemické složení vzniklých struktur bude kontrolováno metodou fotoelektronové spektroskopie (XPS) a energiově-disperzní rtg. spektroskopie (EDS).

CNT pokrytá oxidem Pt-CeO2CNT pokrytá oxidem Pt-CeO2Hrot nanomanipulátoru s CNT

Dílčí úkoly:
1. příprava dispergovaných CNT
2. Manipulace a měření vodivosti pomocí nanomanipulátorů s Pt hroty
3. Studium strukturních a fyzikálně-chemických vlastností vrstev Pt-SnO2, ... metodami XPS, SEM, EDS.

Literatura
1) NANOTECHNOLOGY IN CATALYSIS, B. Zhou, S. Han, R. Raja, G.A. Somorjai, Springer, ISBN 978-0387-34687-8, New York 2007.
2) NANOCATALYSIS, U. Heinz, U. Landman, Springer, ISBN 978-3-540-74551-8, Berlin 2007, 2008.