Interakce opticky aktivních tenkých diamantových vrstev s biomolekulami
Interaction of optically active thin diamond films with biomolecules
Typ dokumentu
bakalářská prácebachelor thesis
Autor
Rufat Ibrahimov
Vedoucí práce
Potocký Štěpán
Oponent práce
Koller Jan
Studijní program
Electrical Engineering and Computer ScienceInstituce přidělující hodnost
katedra fyzikyPráva
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Když jsou dva atomy uhlíku v diamantové mřížce nahrazeny jedním atomem křemíku, vytvoří se defekty v diamantech, známé jako barevná centra Si-V. Volná místa Si-V mají charakteristický vrchol při 738-739[nm] a vykazují velký potenciál v aplikacích biochemického a kvantového zpracování. V této práci připravujeme několik vzorků křemíku a polovinu z nich okysličíme, nukleujeme speciálně připraveným roztokem O-DnD 520/30 (detonační nano-diamant) 2 mg/ml. Takovéto jaderné vzorky o tloušťce 2-4[nm] vrstvy by měly optimální hustotu jaderných povrchových zrn v mocnině 10^11 [cm-2], zatímco konvenční mají v průměru 10^5 [cm-2]. Provádíme na nich analýzu SEM (scanning electron microscopy) a pozorujeme hustotu jaderného povrchu ve třech bodech v měřítku 200x200[nm2] v jednotkách [cm -2] z každého skenu. Příprava NCD (nano-krystalický diamant) se provádí v elipsoidní rezonátorové CVD komoře s přídavkem H2 a CH4 (poměr 95/5 %) a čistého křemíku pro vytvoření Si-V center a cílem dosažení tenkého povrchu NCD na povrchu Si substrátů méně než 50[nm]. Za účelem výzkumu potenciální biochemické aplikace jsou chemikálie BSA (bovinní sérový albumin) a FBS (fetální bovinní sérum) nakapány na horní stranu tenké vrstvy NCD. Po pozorování jejich elektronických a vibračních charakteristik pomocí spektroskopie (Raman, AFM, PL) sledujeme dopad chemikálií na jejich povrch s ohledem na vakance Si-V. When two carbon atoms in the diamond lattice are replaced with one silicon atom, the defects in diamonds, known as Si-V color centers, are formed. Si-V vacancies have a characteristic peak at 738-739[nm] and show great potential in biochemical and quantum processing application. In this work we prepare multiple silicon samples and oxygenate half of them, nucleate them with a specially prepared O-DnD 520/30 (detonation nano-diamond) solution of 2mg/ml. Such nucleated samples of 2-4[nm] thick layer would have an optimal density of the nucleated surface grains in the power of 10^11 [cm-2], while conventional have 10^5[cm-2] on average. We conduct SEM (Scanning electron microscopy) analysis on them and observe density of the nucleated surface in three spots of 200x200[nm2] scale in [cm -2] units from each scan. The NCD (nano-crystalline diamond) preparation is done in the ellipsoidal resonator CVD chamber with addition of H2 and CH4 (95/5% ratio respectfully) and pure silicon for creation of the Si-V centers and the goal of achieving thin NCD surface on top of the Si substrates of less than 50[nm]. In order to research potential biochemical application, chemicals BSA (Bovine Serum Albumin) and FBS (Fetal Bovine Serum) are drop-cast on top of the thin NCD layer. After observing their electronic and vibrational characteristics through spectroscopy(Raman, AFM, PL) we observe impact of chemicals on their surface regarding the Si-V vacancies.