Ústav fyziky a měřicí techniky

Garantující pracoviště:	Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i. Ústav fyziky a měřicí techniky
Studijní program/specializace:	Měření a zpracování signálů v chemii ( výuka v českém jazyce )
Školitel:	RNDr. Pavel Galář, Ph.D.

Anotace

Nanomateriály se staly neoddiskutovatelnou součástí technologického rozvoje 21. století. Modifikace mechanických, chemických nebo fyzikálních vlastností materiálů vyplývající ze zmenšování jejich velikosti je natolik výrazná, že může hrát zásadní roli ve využitelnosti daných materiálů. Nanomateriálem s vysokým aplikačním potenciálem jsou křemíkové nanostruktury. Ty se vyznačují vysokou schopností vázat atomy lithia, odolností na mechanickému pnutí a vysokou efektivitou generování a přeměny světelné energie. Extrémně malá velikost těchto nanomateriáů (v řádu několika nanometrů) je na jednu stranu užitečná jako mechanismus ladění vlastností. Na druhou stranu to však ztěžuje jejich strukturní charakterizaci. Teoreticky může nanočástice existovat ve velkém počtu strukturních variací s různými povrchovými fazetami, nebo může být dokonce částečně nebo zcela amorfní bez přítomnosti dalekodosahového uspořádání. Struktura nanočástic budou nevyhnutelně ovlivňovat nejen fyzikální, ale možná i jejich chemické vlastnosti. V praxi lze ke studiu struktury materiálů použít hned několik metod, například rentgenovou difrakci (XRD), Ramanovu spektroskopii nebo elektronovou mikroskopii (TEM). Aplikovatelnost těchto metod je na takto malé objekty však značně omezená z důvodů velkého povrchu a absence dalekodosahového uspořádání. Zejména u křemíkových nanočástic se ukázalo, že i tak dobře zavedené metody, jako je XRD a TEM, vedou k protichůdným výsledkům, což vyvolává zásadní otázky o skutečném strukturním uspořádání v tak malých objektech. Cílem této práce tedy bude syntéza a následná charakterizace křemíkových nanostruktur o různé velikosti a vnitřní struktuře. Syntéza nanočástic bude probíhat převážně pomocí technnologie využívající netermálního plasmatu. Po syntéze budou nanostruktury strukturně charakterizovány a charakterizační metody budou posouzeny s ohledem na snadnost jejich aplikace, přesnost a možná omezení. Tímto způsobem budou vyráběny nanočástice o požadované vnitřní struktuře a jejich charakterizací budou zodpovězeny otázky nejen o jejich reálné struktuře, ale i rozsah strukturních variant, kterých lze danou syntetizační metodou dosáhnout.