Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (21.05.2019)
Doktorský kurz se zabývá pokročilým výkladem fyzikálně-chemických principů funkce a převodních mechanismů chemických
senzorů se zvláštním zaměřením na chemirezistory určené pro detekci plynných analytů. Jsou ukázány souvislosti mezi materiálovými
parametry, morfologií citlivé vrstvy, charakterem detekované látky a podobou odezvy senzoru. Zevrubně jsou
probrány režimy a metodiky měření na chemických senzorech, včetně vyhodnocení výstupního signálu. Kurz je zakončený vypracováním
a obhajobou samostatného projektu.
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (21.05.2019)
This doctoral course deals with a comprehensive overview of theory and principles (physico-chemical processes, transducing mechanisms) of chemical sensors. A special attention is paid to chemiresistors detecting gaseous analytes. There are discussed consequencies amongst: (i) material parameters and morphology of active layer; (ii) characteristics of detected analyte and (iii) character of sensor response. Finally, a detailed overview of measurement methods and measurement instrumentation is provided, including also processing of the sensor output signal. The course also includes work on a specific project, presentation and discussion of its results.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (08.06.2018)
Studenti budou umět:
Rozsáhlý přehled využitelnosti jednotlivých fyzikálně-chemických parametrů molekul pro jejich detekovatelnost na chemických senzorech.
Navrhovat složení a morfologii citlivých vrstev chemirezistorů tak, aby byla optimální pro detekci různých analytů.
Vyhodnocovat elektrický výstupní signál chemirezistoru ve stejnosměrném i střídavém režimu.
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (24.08.2018)
The students will know:
Relations between the physico-chemical parameters of the molecules and their detectability on chemical sensors.
How to propose both composition and morphology of the sensitive layers of chemiresistors so as to obtain sensors optimal for the detection of given analyte.
How to process the electrical output signal of the chemiresitor in dc- and ac- mode of operation.
Literatura -
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (08.06.2018)
Z: Banică F.G., Chemical Sensors and Biosensors, John Wiley & Sons, Ltd., 2012, ISBN 978-0-470-71066-1
Z:Janata J., Principles of Chemical Sensors, Springer Science, New York, 2009, ISBN 978-0-387-69930-1
Z:Korotcenkov G., Chemical Sensors, Comprehensive Sensor Technologies: Volume 4 Solid State Sensors, Momentum Press, New York, 2011, ISBN 978-1-60650-233-4
Z:Jaaniso R., Tan O.K. (editors), Semiconductor Gas Sensors, Woodhead Publishing Limited, Cambridge, 2013, ISBN 978-0-85709-236-6
D:Kittel CH., Introduction to Solid State Physics, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1998, 0274673376
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (24.08.2018)
basic: Banică F.G., Chemical Sensors and Biosensors, John Wiley & Sons, Ltd., 2012, ISBN 978-0-470-71066-1
basic:Janata J., Principles of Chemical Sensors, Springer Science, New York, 2009, ISBN 978-0-387-69930-1
basic:Korotcenkov G., Chemical Sensors, Comprehensive Sensor Technologies: Volume 4 Solid State Sensors, Momentum Press, New York, 2011, ISBN 978-1-60650-233-4
basic:Jaaniso R., Tan O.K. (editors), Semiconductor Gas Sensors, Woodhead Publishing Limited, Cambridge, 2013, ISBN 978-0-85709-236-6
supplementary:Kittel CH., Introduction to Solid State Physics, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1998, 0274673376
Studijní opory -
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (08.06.2018)
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (08.06.2018)
přednášky
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (24.08.2018)
lectures
Požadavky ke kontrole studia -
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (08.06.2018)
nejsou
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (24.08.2018)
none
Sylabus -
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (21.05.2019)
Kurs je specificky věnován následujícím tématům:
1. Vstupní a výstupní veličiny chemických senzorů; využívané detekční principy.
2. Chemické senzory na bázi krystalových rezonátorů a povrchových akustických vln.
3. Chemické optovláknové senzory.
4. Specifika chemirezistorů mezi chemickými senzory.
5. Souvislost molekulárních deskriptorů detekovaných analytů a převodních mechanismů chemirezistoru I.
6. Souvislost molekulárních deskriptorů detekovaných analytů a převodních mechanismů chemirezistoru II.
7. Vliv morfologie a nanostrukturování citlivé vrstvy na parametry chemirezistoru.
8. Vliv chemického složení citlivé vrstvy na parametry chemirezistoru.
9. Měření odezvy chemických senzorů ve stejnosměrném a střídavém režimu (stejnosměrná a fázová citlivost, impedance, Nyquistovy diagramy, vyhodnocení náhradního obvodu senzoru).
10. Zadání projektu - změření a interpretace impedančních spekter vybraných chemických senzorů.
11. Seminář - prezentace výsledků projektu a odborná debata.
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (21.05.2019)
The course is dedicated to following topics:
1. Input- and output- quantities of chemical sensors; general detection principles.
2. Chemical sensors based on crystal resonators and surface acoustic waves.
3. Chemical sensors based on optical fibres.
4. Specific features of chemiresistors.
5. Relationship between molecular descriptors of detected analytes and transducing mechanisms of chemiresistors I.
6. Relationship between molecular descriptors of detected analytes and transducing mechanisms of chemiresistors II.
7. Influence of morphology and nanostructuring of sensitive layer on chemiresistor parameters.
8. Influence of chemical composition of sensitive layer on chemiresistor parameters.
9. Measurement of chemiresistor responses in dc- and ac- mode (dc- and ac- sensitivity, impedance, Nyquist plots, evaluation of equivalent circuit parameters).
10. Project assignment - measurement and interpretation of impedance spectra of selected chemical sensors.
11. Seminar - presentation of project results, discussion.
Vstupní požadavky -
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (08.06.2018)
nejsou
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (24.08.2018)
none
Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (08.06.2018)
nejsou
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (24.08.2018)
none
Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (08.06.2018)
vypracování písemné přípravy na dvě přidělená témata z přednesené látky, následná ústní zkouška
Poslední úprava: Vrňata Martin prof. Dr. Ing. (24.08.2018)
Elaboration of written essay to two assigned topics and subsequent oral examination.