Sirvi Märksõna "graphene" järgi

Nüüd näidatakse 1 - 6 6

listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Complex characterization of graphene structures on nanometer level
(2019-11-12) Kozlova, Jekaterina; Sammelselg, Väino, juhendaja; Alles, Harry, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Antud töö raames valmistati ja karakteriseeriti puhtal ja funktsionaliseeritud kujul mõne- ja mitmekihilisel grafeenil põhinevaid struktuure, kasutades erinevaid spektroskoopia ja kõrglahutusmikroskoopia meetodeid. Selleks juurutati mõnekihilise ja mitmekihilise grafeeni süntees keemilise aurufaassadestamise meetodil nikkelkatalüsaatoril ning valmistatud grafeenikihtide omadusi võrreldi grafiidi mikromehhaanilise lõhestamise teel või keemilise aurufaasist sadestamise meetodil saadud ühekihilise grafeeni omadustega. Näidati grafeeni kasvu sõltuvust nikkelaluse paksusest ja kristalliitide orientatsioonist. Leiti, et nikli pinnal sünteesitud mitmekihilise grafeeni kiles esinevad monokihtide erinevate pakmetega alad. Seejuures, kui pöördenurk grafeenikihtide vahel oli suurem kui kriitiline nurk (~13 kraadi), siis ilmnesid mitmekihilise grafeeni ramanhajumise spektris monokihilise grafeeni spektrile iseloomulikud tunnused. Samuti näidati, et grafeeni kasvuga kaasnevad polükristalliliste nikkelaluste pinna morfoloogia muutused. Edasi testiti Ni-alusel sünteesitud mitmekihilise grafeeni elektrokeemilisi omadusi ning uuriti selle funktsionaliseerimise võimalust ilma grafeeni metallaluselt eemaldamata. Uuringutest selgus, et nikkelkatalüsaatoril keemilise aurufaasist sadestamise meetodil kasvatatud mitmekihilist grafeeni saab kasutada elektrokeemiliselt passiivse alusmaterjalina elektrokatalüütiliselt aktiivsete materjalide uurimiseks. Kasutades arüüldiasooniumsoolade elektrokeemilist redutseerimist, saab sünteesitud mitmekihilise grafeeni pinda modifitseerida arüülrühmadega, mis võimaldab laiendada sünteesitud grafeeni kasutamist. Lisaks uuriti transistorstruktuuri paisudielektrikkile kasvatamise võimalust grafeeni pinnale aatomkihtsadestamise meetodi abil. Nendest uuringutest selgus, et dielektrikkilede sadestamine grafeenile, kasutades metallkloriid-vesi protsessi, põhjustab küll lateraalsete pingete tekkimist grafeenis, kuid ei genereeri struktuuridefekte selle võres. Siiski esineb grafeeni pinnal oksiidikile nukleatsiooni viivitus, mis teeb keeruliseks pidevate õhukeste oksiidikihtide kasvatamise. See on tingitud mitte ainult nukleatsioonitsentrite vähesusest, vaid ka nende tiheduse tugevalt ebaühtlasest jaotusest üle grafeeni pinna.
listelement.badge.access-status Embargo ,
Functionalization of CVD graphene by fs-laser treatment for gas sensing applications
(Tartu Ülikool, 2023) Soosaar, Anna; Berholts, Artjom, juhendaja; Jaaniso, Raivo, juhendaja
Graphene and related 2D materials can be used to construct very sensitive gas sensors. In order to achieve high selectivity for detecting different gases, it is necessary to functionalize these materials. In this work, the functionalization is carried out by femtosecond laser treatment. A new fs-laser treatment set-up at the Institute of Physics was tested, and different laser-processed chemiresistive gas sensor chips were studied. The analysis by Raman spectroscopy revealed that the laser-induced defects were created by a two-photon mechanism. The sensitivity of laser-treated sensor chips made on Si/SiO2 substrates increased up to 10 times to 150 ppb of NO2 gas exposure in the air.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Light-enhanced sensors of oxidizing gases based on single-layer CVD graphene
(2024-11-01) Berholts, Artjom; Jaaniso, Raivo, juhendaja; Alles, Harry, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Edendatud funktsionaalsete omadustega (suur tundlikkus, selektiivsus ja stabiilsus; väike võimsustarve) gaasisensorid on vajalikud erinevate looduslikest või inimtekkelistest allikatest pärinevate gaaside tuvastamisel. Grafeeni, ainult ühest süsinikuaatomite kihist koosneva materjali avastamine lõi ideaalse aluse uute gaasisensorite loomiseks, sest selle materjali kogu pind on avatud mõõdetavale keskkonnale. Käesolev doktoritöö on fokusseeritud ultravioletse (UV) valguse mõju uurimisele grafeenil põhinevate hapniku (O₂) ja lämmastikdioksiidi (NO₂) sensorite funktsionaalsetele omadustele. Töö esimeses osas uuriti UV-valguse mõju keemilise aurufaassadestusega valmistatud grafeeni elektrilistele omadustele ja nende hapnikutundlikkusele. Demonstreeriti, et UV-valgus muudab algul praktiliselt inertse grafeenisensori tundlikuks õhuhapniku suhtes ja kiirendab oluliselt sensori signaali koste- ja taastumiskiirust. Järgmisena uuriti grafeenisensorite omadusi ühe olulisima ja juba väikeses koguses tervist kahjustava õhusaastegaasi, NO₂, detekteerimisel; seejuures kasutati lisaks puhtale grafeenile ka funktsionaliseeritud grafeeni. Viimane materjal oli valmistatud laserablatsiooni meetodiga: grafeenile oli kantud üliõhuke, vaid mõne aatomi paksune oksiidi- (ZrO₂, TiO₂) või metallikiht (Ag). Tulemusena saavutati grafeenisensorite tundlikkuse oluline tõus, mis võimendus UV-valguse kasutamisega. Suurim tundlikkus saadi titaanoksiidiga kaetud grafeenisensoritega, millel testiti gaasikontsentratsioone kuni 10 ppb (10 osa miljardi kohta) ning hinnati detekteerimisläveks 0,03 ppb. Lisaks demonstreeriti grafeen/TiO₂ sensori suurepärast selektiivsust, kuna signaalikosted NO₂ korral ületasid oluliselt teiste saastavate gaaside (CO, SO₂ ja NH₃), aga ka niiskuse mõjul tekkivaid kosteid. Kokkuvõttes näidati, et grafeeni ja sellel põhinevate sensormaterjalide kasutamine väikese võimsusega UV-valguse (365 nm) mõju all võimaldab märkimisväärselt suurendada nende tundlikkust uuritavate gaaside suhtes ning suurendada koste- ja taastumiskiirust nii, et kõik funktsionaalsed parameetrid on rakenduste jaoks sobivas vahemikus toatemperatuuril töötavate sensorite korral.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Novel Corrosion Protective Nanostructured Composite Coatings
(2016-02-18) Mondal, Jay; Sammelselg, Väino, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond.
Jay Mondali doktoritöös uuriti grafeenoksiidi ja redutseeritud grafeenoksiidi nanoliistakute valmistamise tehnoloogiat ja valmistati nende ainete baasil lihtkatted, hübriidkatted koos elektrit juhtiva polümeeri polüpürrooliga ning komposiitkatted koos metalloksiidide Al2O3 ja TiO2 nanokiledega. Katted kanti roostevaba terase või Ti-sulamist valmistatud katseobjektide pindadele, kasutades vurrkatmise, elektrokeemilise sadestamise ja aatomkihtsadestamise meetodeid. Katete omaduste uurimiseks kasutades laia hulka tahkisobjektide karakteriseerimise vahendeid, mis on saadaval TÜ Füüsika ja Keemia instituutides. Samuti määrati elektrokeemiliste mõõtmiste ja standarttestidega nende katete võime kaitsta alusmaterjale korrosiooni eest. Töö tulemusena näidati ära, et kuigi nii valmistatud liht- kui hübriidkatted aitavad teatud määral pidurdada korrosiooniprotsesse metallalustel, ei suuda need katted tõhusalt pidurdada punktkorrosiooni nimetatud aluste pikaajalisel hoidmisel tugevasti korrodeeruvates soolalahustes. Seevastu uudsed, submikromeetrilise paksusega grafeeni baasil loodud komposiitkatted näitasid üles väga head korrosioonikaitset mõlema sulami pinnal, ületades paljude tänapäeva tööstuses kasutatavate kümneid kuni sadu kordi paksemate kaitsekatete näitajaid. Töö tulemused on avaldatud eriala juhtivates ajakirjades ja tutvustatud rahvusvahelistel konverentsidel. Antud doktoritöö valmis prof. Väino Sammelselja juhendamisel. Tööd oponeerima on kutsutud prof. M. Ferreira Aveiro Ülikoolist ja dr. M. Krunks TTÜ-st.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Semiquantitative Classification of Two Oxidizing Gases with Graphene-Based Gas Sensors
(MDPI, 2022) Lind, Martin; Kiisk, Valter; Kodu, Margus; Kahro, Tauno; Renge, Indrek; Avarmaa, Tea; Makaram, Prashanth; Zurutuza, Amaia; Jaaniso, Raivo
Miniature and low-power gas sensing elements are urgently needed for a portable electronic nose, especially for outdoor pollution monitoring. Hereby we prepared chemiresistive sensors based on wide-area graphene (grown by chemical vapor deposition) placed on Si/Si3N4 substrates with interdigitated electrodes and built-in microheaters. Graphene of each sensor was individually functionalized with ultrathin oxide coating (CuO-MnO2, In2O3 or Sc2O3) by pulsed laser deposition. Over the course of 72 h, the heated sensors were exposed to randomly generated concentration cycles of 30 ppb NO2, 30 ppb O3, 60 ppb NO2, 60 ppb O3 and 30 ppb NO2 + 30 ppb O3 in synthetic air (21% O2, 50% relative humidity). While O3 completely dominated the response of sensors with CuO-MnO2 coating, the other sensors had comparable sensitivity to NO2 as well. Various response features (amplitude, response rate, and recovery rate) were considered as machine learning inputs. Using just the response amplitudes of two complementary sensors allowed us to distinguish these five gas environments with an accuracy of ~ 85%. Misclassification was mostly due to an overlap in the case of the 30 ppb O3, and 30 ppb O3 + 30 ppb NO2 responses, and was largely caused by the temporal drift of these responses. The addition of recovery rates to machine learning input variables enabled us to very clearly distinguish different gases and increase the overall accuracy to ~94%.
listelement.badge.access-status Avatud juurdepääs ,
Synthesis, analysis and application of graphene layers for functional devices
(2022) Raudonen, Kristina