Fotoluminiscence funkcionalizovaných nanočástic

Abstract

Motivací pro studium fluorescenčních nanokrystalických diamantů je jejich potenciál pro nejrůznější aplikace v biomedicíně a to především jako fluorescenční sondy a biosenzory. Cílem této práce je studium fotoluminiscence nanočástic diamantu s dusík-vakančními centry ve formě koloidních roztoků připravených ozařováním elektrony, které doprovázely procesy žíhání za vysoké teploty a oxidace k zabránění agregace nanočástic ve vodě. Byla měřena rovnovážná fotoluminiscence ve spektrálním rozsahu 540 až 900 nm pomocí 50 mW laserového excitačního zdroje s vlnovou délkou 532 nm. K získání informací o časovém dohasínání fluorescence s nanosekundovým rozlišením byla zvolena metoda časově korelovaného čítání fotonů prostřednictvím komerční aparatury HORIBA Fluorocube využívající sub-nanosekundových pulsů s laserovou excitací 507 nm. K ověření stavu nanodiamantových částic, byl měřen zeta potenciál a rozložení diamantových nanočástic pomocí dynamického rozptylu světla. Cílem této práce je charakterizace fotoluminiscenčních vlastností nanodiamantu s NV centry. Korigovaná a normalizovaná rovnovážná fotoluminiscenční spektra jsou diskutována společně s vyhodnocením časového doznívání fluorescence.

Motivation for studying fluorescent nanocrystalline diamonds is their great potential for various applications in biomedical area especially as fluorescent probes and biosensors. Goal of this thesis is to study photoluminescence of diamond nanoparticles (DNPs) in the form of colloidal dispersions with the nitrogen-vacancy centers created by electron irradiation followed by processes of annealing upon high temperature and oxidation to prevent aggregation of DNPs in the water. Steady-state photoluminescence was measured in the spectral range of 540 to 900 nm using 50 mW laser excitation source operating at the wavelength of 532 nm. The method of time correlated single photon counting was chosen to obtain information about fluorescence decay in nanosecond range via HORIBA Fluorocube commercial setup using subs-ns pulses with 507 nm laser excitation. To prove the status of measured DNPs, zeta potential and DNPs distribution was measured by dynamic light scattering. The aim of this work is the characterization of photoluminescence properties of DNPs with NV centers. Corrected and normalized steady-state photoluminescence spectra are discussed together with the assessment of the time resolved fluorescence decay.