Příprava kov obsahujících nanomateriálů plazmovými metodami

Abstract

This master's thesis focuses on the preparation and characterization of two-component nanomaterials combining dielectric transition metal oxides (Nb2O5, Ta2O5, WO3) with plasmonic silver. Nanostructured films were synthesized using plasma deposition tech- niques, with primary attention given to the study of the synergy between the metallic and oxide components for applications in surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) and the photocatalytic degradation of organic dyes (so-called UV cleaning). This syn- ergy with plasmonic silver was confirmed for two (Nb2O5, Ta2O5) of the three studied oxides. It was demonstrated that the physicochemical properties of such designed sur- faces are strongly dependent on the concentration of the deposited silver. Furthermore, the PIERS (photo-induced SERS) activity and photoelectrochemical properties of the Nb2O5/Ag system were investigated. The measured photoactivity of the material in the UV region was correlated with its efficiency in the PIERS process and its ability to de- grade organic pollutants under UV light. For a model system based on tantalum, highly porous nanoparticle layers decorated with plasmonic nanostructures (Ag, Au) were pre- pared using gas aggregation sources. The research focused primarily on various methods of integrating noble metals into the...

Tato diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací dvousložkových nano- materiálů kombinujících dielektrické oxidy přechodových kovů (Nb2O5, Ta2O5, WO3) s plasmonickým stříbrem. Nanostrukturované vrstvy byly syntetizovány pomocí plazmo- vých depozičních technik, přičemž pozornost byla věnována především studiu synergie mezi kovovou a oxidovou složkou v aplikacích pro povrchově zesílenou Ramanovu spek- troskopii (SERS) a fotokatalytickou degradaci organických barviv (tzv. UV čištění). U dvou (Nb2O5, Ta2O5) ze tří studovaných oxidů byla tato synergie s plasmonickým stří- brem potvrzena. Bylo prokázáno, že fyzikálně-chemické vlastnosti takto koncipovaných povrchů jsou silně závislé na koncentraci deponovaného stříbra. U systému Nb2O5/Ag byla dále studována aktivita PIERS (fotoindukovaný SERS) a foto-elektrochemické vlastnosti. Naměřená fotoaktivita materiálu v UV oblasti byla korelována s jeho efektivitou v procesu PIERS a schopností degradace organických polutantů pomocí UV. Pro modelový systém na bázi tantalu byly s využitím plynových agregačních zdrojů připraveny vysoce porézní nanočásticové vrstvy dekorované plasmonickými nanostrukturami (Ag, Au). Výzkum byl zaměřen především na různé způsoby integrace ušlechtilého kovu do nanočásticové mat- rice a na studium výsledné morfologie a složení. Práce tak...