Senzorické vlastnosti modifikovaných vrstev oxidu wolframu

Student: Vojík Jiří
Vedoucí: Doc. RNDr. Karel Mašek, Dr.
Stav práce: obhájená

Abstrakt:

Oxidové vrstvy se v současnosti používají v mnoha laboratorních i průmyslových aplikacích. Vrstvy WO₃ se používají jako základní materiál různých katalyzátorů a chemických senzorů. Detekce plynů tímto typem senzoru je založena na změně vodivosti vrstvy vlivem například redukčního prostředí. Mikrostruktura a morfologie těchto vrstev určují jejich fyzikálně chemické vlastnosti a je možné je modifikovat redukcí vrstvy v průběhu přípravy nebo přimísením aktivních kovů jako Pd, Pt, Au apod. Práce navazuje na předchozí studium čistých a Pt dopovaných vrstev oxidu wolframu.

Úkolem diplomové práce je příprava modifikovaných vrstev oxidu wolframu a měření jejich morfologických a senzorických vlastností. Vrstvy budou připravovány magnetronovým naprašováním na povrch speciálního čipu vyvinutého na naší katedře. Tento čip umožňuje měření vodivosti tenké vrstvy čtyřbodovou metodou a tím sledování odezvy senzoru na reakční atmosféru přímo v reaktoru. Struktura a morfologie vrstev bude studována několika metodami. Chemické složení a chemický stav zkoumaných povrchů bude analyzován metodou fotoelektronové spektroskopie (XPS) pomocí vícekanálového hemisférického analyzátoru. Kontrola morfologie povrchu oxidové vrstvy se provádí mikroskopickými metodami SEM a AFM. Všechny zmíněné metody jsou dostupné na našem pracovišti.

Příklad odezvy odporu vrstvy oxidu wolframu na měnící se koncentraci vodíku.	Příklad morfologie povrchu oxidu wolframu získané metodou AFM.

Cíle práce:
1) Seznámení se s dosavadními výsledky a experimentálním zařízením.
2) Modifikace vrstev dopováním a úpravou podmínek přípravy.
3) Charakterizace vrstev povrchovými metodami (XPS, SEM, AFM).
4) Měření senzorických vlastností.
5) Vyhodnocení naměřených dat, příprava pro publikaci.

Navrhovaná diplomová práce úzce souvisí s projekty řešenými ve skupině povrchů KFPP a lze na ni navázat v následném doktorandském studiu.

Literatura:
1) L. Eckertová a kol., Metody analýzy povrchů, Elektronová spektroskopie, Academia, Praha 1990.
2) Haviar Stanislav: Příprava a charakterizace nanostruktur pro katalýzu a detekci plynů, (disertační práce), MFF UK, Praha, 2014.
3) Kúš Peter: Studium plynových senzorů Pt – SnO_X, (Diplomová práce), MFF UK, Praha, 2013.
4) Články v odborných časopisech podle dohody s vedoucím práce.