Wpływ wybranych środowisk gazowych na właściwości fizyczne struktur na bazie grafenu i tlenku grafenu

Tytuł:

Wpływ wybranych środowisk gazowych na właściwości fizyczne struktur na bazie grafenu i tlenku grafenu

Doktorant:

Sabina Drewniak

Promotor:

prof dr hab. inż. Tadeusz Pustelny

Recenzenci:

dr hab. Mirosław Maliński, prof. PK - Politechnika Koszalińska - recenzja 

dr hab. inż. Michał Borecki - Politechnika Warszawska - recenzja 

Dziedzina nauk technicznych. Dyscyplina naukowa:

elektronika

Data obrony rozprawy:

29 września 2016 r.    (zaproszenie )

Data nadania stopnia:

29 września 2016 r.

Streszczenie:

Praca została podzielona na dwie części: pierwsza z nich obejmuje wprowadzenie do tematyki związanej z odmianami alotropowymi węgla. W tej części pracy dokonano przeglądu właściwości grafenu, tlenku grafitu oraz tlenku grafenu. Zwrócono również uwagę na potencjalne zastosowania tych materiałów ze szczególnym uwzględnieniem układów umożliwiających detekcję wybranych gazów. Pierwsza część pracy obejmuje także opis wybranych technik badawczych umożliwiających charakteryzację materiałów węglowych. Do tych technik należy zaliczyć m.in. mikroskopię sił atomowych, skaningową spektroskopię elektronową, spektroskopię ramanowską czy różnicową kalorymetrię skaningową. Opisane techniki zostały wykorzystane do charakteryzacji grafenu, tlenku grafitu oraz tlenku grafenu, a otrzymane wyniki przedstawiono w drugiej części pracy zatytułowanej „Badania własne”. Część ta obejmuje również opis struktur sensorowych, na które zostały nałożone ww. materiały węglowe (wykorzystane jako warstwy czułe). Przedstawiono również charakterystyki rezystancji (tych struktur) zarejestrowane w funkcji czasu oraz w funkcji temperatury. Wyniki otrzymano podczas dozowania różnych mieszanek gazowych (azotu, powietrza syntetycznego, ditlenku azotu czy wodoru). Należy podkreślić, że pomiary wykonywano w różnych temperaturach. Wszystkie otrzymane wyniki zostały poddane szczegółowej analizie. W pracy wykazano, że wrażliwość analizowanych struktur sensorowych na zmiany w otaczającej je atmosferze była ściśle związana z zastosowaną warstwą czułą. Wykazano, że największą wrażliwością na wodór (spośród testowanych struktur) charakteryzowała się struktura z tlenkiem grafenu. Rezystancja tej struktury zmieniała się również podczas jej kontaktu z ditlenkiem azotu. Dalsza analiza wyników pozwoliła również wysunąć również wniosek, że czułość testowanych struktur była zależna od ich temperatury.