Nanovláknové struktury oxidů pro detekci plynů

Student: Stanislav Haviar
Školitel: Doc. Mgr. Iva Matolínová, Dr.
Konzultant: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc.
Stav práce: obhájená

Abstrakt:

Oxidy kovů (SnO₂, WO₃, CeO₂, …) ve formě „nanodrátů“ o průměru jednotek až několika desítek nanometrů jsou perspektivními materiály pro plynové senzory. Zmenšením příčného rozměru senzorů lze dosáhnout nových selektivních vlastností, tj. citlivosti pro speciální plyny jako jsou např. CO a NO_x.

V rámci práce budou tyto systémy připravovány metodou elektronové litografie v řádkovacím elektronovém mikroskopu (SEM) na různých podložkách, především na křemíku. Bude hledána vhodná kombinace e-resistů a jejich depozice pomocí metody „spin-coating“. Oxidické vrstvy budou deponovány magnetronovým naprašováním. Morfologie připravených nanostruktur bude kontrolována pomocí SEM a AFM. Chemické složení bude studováno pomocí fotoelektronové spektroskopie XPS a energiově-disperzní rtg. spektroskopie (EDS). Reaktivita a vodivost nanodrátů budou měřeny pomocí čipového mikroreaktoru a nano-manipulátorů.

Metal oxides in the form of nanowires with several nanometers or tens of nanometers in diameter are promising materials for gas sensors. Reducing transverse dimension of sensors leads to new selective properties, i.e. sensitivity for special gases as CO and NO_x. In frame of the work the systems on different supports, namely on silicon, will be prepared by means of electron lithography using scanning electron microscopy (SEM). It will search for efficient combination of e-resist type and parameters for their deposition by spin-coating method. The oxide layers will be deposited by magnetron sputtering. Morphology of prepared nanostructures will be checked by means of SEM and AFM. Chemical composition will be studied by means of XPS and EDS. Reactivity and conductivity of the oxide nanowires will be measured using chip microreactor a nanomanipulators.

Doporučená literatura:
1. NANOCATALYSIS, Ed.: U. Heinz, U. Landman, Springer 2008.
2. NANOTECHNOLOGY IN CATALYSIS, Ed.: B. Zhou, S. Han, R. Rija, G.A. Somorjai, Springer 2007.
3. PHYSICS AND CHEMISTRY OF INTERFACES, H-J Butt, K. Graf, M. Kappl, Willey 2006.
4. SURFACE SCIENCE – Foundation of Catalysis and Nanoscience, K.W. Kolasinski, Willey 2002.