Vědecké zaměření Oddělení nízko-dimenzionálních systémů
Náš výzkum je zaměřen na jedno- a dvoj-dimenzionální materíály jako je grafen, kovové chalkogenidy, uhlíkové nanotrubky a další související materiály. Vybudovali jsme rozsáhlou infrastrukturu pro přípravu a charakterizaci materiálů, která pokrývá výzkum nanomateriálů od syntézy, přes modifikaci a analýzu fyzikálních a chemických vlastností až po konstrukci součástek obsahujících tyto perspektivní materiály. Výzkumné projekty vycházejí z vyhodnocení elementárních principů na jejichž základě lze vylepšit vlastnosti materiálů ve prospěch jejich aplikace v oblastech jako jsou senzory, transistory a další mikroelektronika.
Oddělení je dále rozděleno na několik specializovaných podskupin, přičemž každá podskupina přináší základní pochopení specifické oblasti, které všechny dohromady umožňují provádět materiálový výzkum ve své celkové komplexnosti. Nejnovější aktuality z naší skupiny můžete najít na naší webové stránce www.nanocarbon.cz nebo na našem twitteru (https://twitter.com/NanocarbonGroup).
Část vědců a studentů oddělení (listopad 2015)
Skupina Nanocarbon
Syntéza a úprava monovrstevnatých materiálů
Syntetizujeme pomocí techniky CVD grafen vysoké kvality a k tomu jsme také zavedli techniku pro řízený růst vícevrstevnatého grafenu s izotopicky značeným 13C. Syntéza a modifikace je zaměřená také na další alotropní modifikace uhlíku, kovové chalkogenidy a různé nanočástice.
Můžeme také syntetizovat a modifikovat materiály v čistých prostorech, kde jsme vybudovali technologické zázemí vybavené fotolitografií, spin coatingem, vakuovou pecí, rukavicovým boxem, naprašováním kovů, plasmovým generátorem a bonderem.
Spektroelektrochemická charakterizace
Spektroelektrochemická charakterizace matériálů je klíčové pro oddělení. Soubor zařízení umožňuje měření UV/Vis/NIR, Raman spekter a AFM dat jako funkci vloženého elektrického potenciálu. Toto uspořádání rozšiřuje základní cyklickou voltametrii o další úroveň pomocí vyspělé spektroskopické charakterizace.
Chemická funkcionalizace a modifikace materiálů
Naše laboratoř chemické syntézy je plně vybavena pro organickou syntézu. Laboratoř vyrábí materiály a činidla, která jsou dále používána pro syntézu nebo chemickou modifikaci materiálů. Současné úsilí věnované vývoji protokolů pro funkcionalizaci grafenu, MoS2, chemii v omezeném prostoru a charakterizaci pomocí povrchem zesíleného Ramanova rozptylu (SERS)
Laboratoř elektronové spektroskopie
Experimentální výzkum povrchů pomocí metod fotoelektronové spektroskopie
Zkoumané materály zahrnují tenké vrstvy, monokrystaly, modelové katalyzátory a elektrokatalyzátory, slitiny, minerály, zeolitové vrstvy a nanočástice tvořené lasery a další technologicky důležité materiály. Hlavní aktivita je v současnosti zaměřena na přípravu nanostrukturních materiálů pomocí laserem indukovaných procesů a jejich charakterizace pomocí fotoelektronové spektroskopiem teplotně programované desorpce. Dále se věnujeme studiu funkcionalizovaných kovových a uhlíkových povrchů a samoorganizovaných monovrstev na kovových površích. Provádíme také charakterizaci oxidických vrstev a částic pro perspektivní aplikaci v katalýze a biomedicínském inženýrství.
Laboratoř elektronové mikroskopie
Příprava nanočástic pomocí hydrotermálních metod (mikrovlný reaktor Berghof Speedwave 4) a charakterizace jejich struktury a morfologie pomocí řádkovacího elektronového mikroskopu (Hitachi S4800), rentgenová difrakce (Rigaku Miniflex 600). Určení (foto)-elektrochemických vlastností nanočástic pomocí cyklické voltametrie s online analýzou plynných produktů (DEMS, UV)
Elektronická laboratoř
Měření elektronických vlastností materiálů
Návrh integrovaných obvodů zaměřený na mikro- a nano-elektroniku. Automatické elektrické (AC/DC) měření materiálů, tenkých vrstev a senzorů. Technologie pro tenké vrstvy a 3D materiály, litografie, mikroelektronické opracování a testování.
Aplikace nanotechnologií v elektonice a problematice senzorů. Vývoj mikrofluidních zařízení a senzorických platforem pro chemickou detekci plynů pomocí nanomateriálů na bázi uhlíku (grafen, nanotrubky, ...). Plynové hospodářství a směšovací jednotky vlastní konstrukce pro automatické měření vzorků.
Základní charakterizace elementárních elektronických vlastností materiálů s vysokým a názkým odporem. Zařízení Keithley 4200-SCS se 4 moduly SMU a 4 moduly CVU poskytuje širokou škálu možností testování s vysokou přesností. Je možné provádět měření nízkých proudů v řádu femtoampérů. Laboratoř je také vybavena pro testování senzorů v plynném a kapalném prostředí.
Přistroje a vybavení:
Keithley 4200-SCS, Keithley 2400, Keithley 2612B, Keithley 3390, 2x Agilent 34401A, Agilent 34970A, Agilent DSO-X 2022A, Metex MS-9170, Hioki IM 3533-01 LCR meter. Testovací systém s mikromanipulátory pro I-V a C-V charakterizatci, průtokoměry a směšovací jednotky, plynové a mikrofluidní komůrka pro charakterizaci senzorů, software pro zpracování dat.
