Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"MARCIN PISAREK"

Badania struktury, morfologii powierzchni oraz właściwości sensorowych cienkich warstw SnO2

Czytaj za darmo! »

Działanie półprzewodnikowych sensorów gazowych na bazie tlenków metali (np. SnO2) polega głównie na zmianie przewodnictwa (rezystancji) warstwy sensorycznej w wyniku tworzenia przypowierzchniowego ładunku przestrzennego, indukowanego zarówno wskutek adsorpcji gazu, jak i tworzenia wakansów tlenowych na powierzchni [1, 2]. Mechanizm przewodnictwa elektrycznego gazoczułych warstw SnO2 silnie zależy od ich mikrostruktury oraz składu chemicznego, przykładowo redukcja rozmiarów ziaren tlenku do zakresu 5…50 nm zwiększa czułość warstwy sensorycznej [3]. Tlen występujący w różnej postaci na powierzchni półprzewodników tlenkowych pełni szczególną rolę z powodu jego wysokiej reaktywności [1]. Adsorpcja tlenu na powierzchni półprzewodników tlenkowych (np. SnO2, ZnO, TiO2) prowadzi do powstawania warstwy zubożonej, obniżenia przewodnictwa i wzrostu pracy wyjścia w obszarze temperatur od około 423 do 723K [1]. Odpowiedź rezystancyjnej warstw SnO2 na akcję gazu utleniającego z jednej strony silnie zależy od mechanizmu oddziaływania cząsteczek gazu z powierzchnią SnO2, a z drugiej - od transportu nośników w obszarze zubożonym indukowanym przez ujemny ładunek wychwycony przez adsorpcyjne stany powierzchniowe typu akceptorowego. Mechanizm adsorpcji cząsteczek gazu na powierzchni SnO2 jest z kolei w dużej części zdeterminowany strukturalnymi oraz chemicznymi właściwościami warstwy [4]. Obecnie poszukiwane są nowe technologie, pozwalające na konstrukcję struktur czujnikowych charakteryzujących się dużą czułością i jednocześnie szybkim czasem odpowiedzi, nawet dla niskich stężeń gazów (w zakresie ppm i ppb) przy zachowaniu dużej stabilności i powtarzalności odpowiedzi. Z badań eksperymentalnych wynika, że czułość oraz selektywność, czyli zdolność do reagowania na określone składniki mieszaniny gazów, może być kontrolowana poprzez temperaturę pracy warstwy tlenkowej. Natomiast temperatura, w której obserwuje się maksimum czułości, zale[...]

Charakterystyka nanoporowatych warstw na Ti jako perspektywicznych podłoży dla zastosowań biomedycznych

Czytaj za darmo! »

Biozgodność tytanu i jego stopów jako materiałów używanych na implanty przypisywana jest powierzchniowym tlenkom (warstwy pasywne), które spontanicznie formują się w powietrzu lub w roztworach fizjologicznych. Warstwy te są bardzo cienkie (zwykle około 3÷8 nm), amorficzne i stechiometrycznie zdefektowane [1, 2]. Wiadomo, że ochronne i stabilne warstwy tlenkowe na Ti sprzyjają osteointegracji [3], czyli umożliwiają zrost żywej tkanki kostnej z tytanową powierzchnią implantu. Podnoszą one biozgodność elementów wszczepianych, bowiem znacząco obniżają aktywację reakcji zapalnych w strefie kontaktu materiał-komórki/tkanki, a ich grubość koreluje z adhezją komórek [4]. Stabilność tych warstw silnie zależy od składu chemicznego, struktury i grubości. Stosując różne metody chemiczne i elektrochemiczne można w znaczący sposób wydłużyć żywotność implantów Ti przez wytworzenie odpowiedniej granicy międzyfazowej tlenek-metal. Taką możliwość stwarza metoda utleniania anodowego [5]. W przeciwieństwie do warstw tlenkowych otrzymanych metodami chemicznymi, używając metod elektrochemicznych można ściśle kontrolować grubość warstw tlenkowych na Ti oraz ich strukturę. Przez kontrolę napięcia można otrzymywać na przykład warstwy lite [5, 6] bądź przez dobór odpowiedniego elektrolitu - nanoporowate [7÷9]. W większości elektrolitów wodnych i bezwodnych zawierających fluorki [7÷13] można wytworzyć na Ti nanorurki TiO2 o różnej średnicy w zależności od zastosowanego napięcia polaryzacji. Warstwy TiO2 w postaci nanorurek mają uporządkowaną strukturę, a ich wzrost odbywa się prostopadle do podłoża. Wadą tak otrzymanych warstw nanoporowatych jest ich słaba przyczepność do podłoża (stabilność mechaniczna), którą można znacznie polepszyć przez zastosowanie obróbki termicznej (wygrzewanie w powietrzu) w temperaturze powyżej 400°C. W temperaturze tej następuje zmiana struktury nanoporowatego tlenku tytanu z amorficznej na krystaliczną [8, 14, 15] bez zmian[...]

Mechaniczna synteza proszków AlN-Cu z wykorzystaniem młynka planetarnego

Czytaj za darmo! »

W ciągu ostatnich kilkunastu lat obserwuje się znaczący postęp w przemyśle elektronicznym, szczególnie w zakresie miniaturyzacji układów elektronicznych, powodujący ciągły wzrost wymagań, stawianych stosowanym materiałom. Materiały przeznaczone do zastosowania w elektronice (obudowy, podłoża) powinny charakteryzować się następującymi cechami [1]: przewodnością cieplną porównywalną z miedzią [...]

Spektroskopowe badania powierzchniowych warstw anodowych otrzymanych na niskochromowych stopach Fe-Cr w 0,1M roztworze Na2SO4

Czytaj za darmo! »

Stale niskochromowe stosowane w instalacjach geotermalnych wykazują odporność korozyjną przy zawartości Cr ≥ 5%. Warstwy tlenkowe na powierzchni niskochromowych stopów Fe3%Cr oraz Fe5%Cr wytworzone potencjostatycznie w 0,1M Na2SO4 analizowano przy pomocy spektroskopii fotoelektronów oraz Augera. Przeprowadzone w ramach niniejszej pracy badania strukturalne miały na celu stwierdzenie, jakie zmiany zachodzą na powierzchni stopów Fe-Cr przy niskich zawartościach chromu podczas polaryzacji w środowisku obojętnym. W obydwu przypadkach zarejestrowano widma cząstkowe dla Fe, Cr, C i O w wąskim zakresie energii wiązań celem identyfi kacji stanu chemicznego poszczególnych pierwiastków. Można przyjąć, iż grubość warstw tlenkowych w obu przypadkach jest zbliżony i są one rzędu kilku nano[...]

Wytwarzanie i charakteryzacja warstw SiO2 na powierzchni SiC metodą utleniania termicznego


  Węglik krzemu (SiC) jest związkiem posiadającym bardzo dobre (korzystne) właściwości fizyczne i elektryczne (duża chemiczna stabilność, wysoka termiczna przewodność i ruchliwość elektronów), które pozwalają wytworzonym elektronicznym elementom pracować w wyższych temperaturach niż elementy wykonane z krzemu lub GaAs. Szeroka przerwa zabroniona SiC (~3 eV) jest przyczyną występowania mniejszych prądów upływu i wyższych napięć przebicia półprzewodnikowych przyrządów elektronicznych. Z powodu tych właściwości SiC jest używany do wytwarzania przyrządów wysokiej mocy i wysokiej częstotliwości. Jest też uważany za idealny materiał dla zastosowań, w których takie atrybuty jak twardość, i sztywność, odporność na utlenianie w podwyższonej temperaturze odgrywa ważną rolę. Jest wiele politypów SiC posiadających różne charakterystyki. Najczęściej stosowanymi politypami są 4H-SiC i 6H-SiC. Wytwarzanie przyrządów elektronicznych zwykle wymaga wzrostu grubej warstwy tlenkowej. Tworzenie warstwy tlenkowej na powierzchni SiC może być prowadzone za pomocą osadzania chemicznego lub utleniania termicznego. W tej pracy koncentrujemy się na procesie utleniania termicznego, które prowadzi do powstania warstwy pasywacyjnej (ochronnej) SiO2 lub izolacji elektrody bramki (przyrządy MOS). Elektryczna jakość interfejsu SiC/SiO2 wytworzonego metodą termicznego utleniania powierzchni SiC zależy od wielu czynników. Między innymi od przygotowania powierzchni przed procesem oraz od środowiska utleniania (w suchym O2 czy parze wodnej), temperatury, typu domieszki w podłożu, koncentracji, orientacji krystalograficznej, politypu SiC, a także od warunków wygrzewania po utlenianiu. Kinetyka utleniania SiC, w porównaniu do Si jest wciąż mało poznana i zrozumiana. Prędkość utleniania SiC jest znacznie niższa niż krzemu, a jakość interfejsu SiC/SiO2 znacznie gorsza niż Si/SiO2. Chemiczne trawienie powierzchni SiC przed procesem utleniania prowadzi do polepszenia wł[...]

Charakterystyka warstw kompozytowych Ca-P/Ag/TiO2 na Ti do zastosowań biomedycznych

Czytaj za darmo! »

Istotnym problemem w aplikacji biomateriałów jest wysokie ryzyko zarówno wczesnych, jak i późnych infekcji pooperacyjnych [1]. Przyleganie bakterii do powierzchni biomateriału jest przyczyną poważnych powikłań zabiegów operacyjnych i stanowi szczególnie duże zagrożenie dla chorych z długookresowymi wszczepami. Próby syntezy biomateriałów o właściwościach antybakteryjnych podejmowane są na świecie od kilkunastu lat. Wiele przeprowadzonych badań potwierdza fakt, że materiały zawierające cząstki lub jony srebra wykazują aktywność antybakteryjną [2]. Przeciwbakteryjne działanie srebra jest znane od dawna, ale dopiero wykorzystanie osiągnięć nanotechnologii pozwoliło uzyskać satysfakcjonującą relację efektywności do stężenia tego metalu. Cząstki srebra rozdrobnione do rozmiarów mniejszych niż 100 nm zyskują niezwykłe właściwości chemiczne, fizyczne i aktywność biologiczną [3]. Wzrost aktywności nanocząstek tłumaczy się ich rozbudowaną powierzchnią czynną w odniesieniu do objętości. Dzięki temu już niewielka ilość srebra ma potencjał przeciwdrobnoustrojowy setki razy większy niż ta sama ilość metalu w skali makro. Nanosrebro wykazuje działanie statyczne wobec szerokiego spektrum mikroorganizmów (bakterii i grzybów). Jednocześnie badania dowodzą braku toksycznego wpływu srebra na komórki ludzkie (tj. limfocyty, fibroblasty i osteoblasty), jeśli koncentracja jonów srebra w płynach ustrojowych jest mniejsza niż 10 mg/dm3 [4]. Warstwy tlenkowe na tytanie i jego stopach charakteryzują się bardzo dobrą biozgodnością i zdolnością do stymulowania procesów osteointegracji [5]. W szczególności na porowatych warstwach tlenkowych wytworzonych na podłożu tytanowym obserwuje się wzrost tkanki kostnej w porach materiału, dzięki czemu połączenie implant-kość staje się znacznie mocniejsze. Uporządkowane oraz prostopadle zorientowane do podłoża nanorurki TiO2 wytworzone na tytanie metodą polaryzacji anodowej zapewniają duże rozwinięcie powierzchni. [...]

Chemical modification of nanocrystalline titanium surface for biological applications


  Titanium and its alloys are the most attractive metallic materials for biomedical applications due to their unique properties, including low density, high corrosion resistance and good biocompatibility. However, for permanent implant applications, those materials may have harmful side effects resulting from alloying components released to the surrounding physiological environment [1]. This is especially dangerous in case of titanium alloys, such as Ti6Al4V, which is commonly used for heavy load implants. these alloys may have possible toxic effect resulting from vanadium and aluminium released to the body fluids. Nanocrystalline titanium due to its high mechanical properties is likely to replace the widely used titanium alloys [2]. Nanocrystalline or ultrafine grained (UFG) titanium can be obtained by several different processes, including: Equal Channel Angular Pressing (ECAP) [3], High Pressure Torsion (HPT) [4] and Hydrostatic Extrusion (HE) [5]. It has been revealed that the nanoscale grain refinement of titanium results in increase of hardness, elastic limit and tensile strength [5÷7] as well as fatigue strength [8]. Moreover, nanostructuring of titanium by SPD processing leads to increase in kinetics of chemical reactions. For example, the passive layer formed spontaneously on n-Ti has better protective properties since it is rebuilt in a shorter time [7]. Nanocrystalline and UFG titanium have been also recognized as promising biomaterials due to their ability to enhance the osseointegration process. It has been shown that cell attachment and proliferation as well as new bone formation were significantly increased on SPD processed titanium than on coarse-grained substrates [9÷11]. There are many various methods that can be used in the functionalization or activation of a metallic implant surface [12]. Among these methods, chemical modifications seem to be relatively simple and inexpensive [7]. In addition, they allow to[...]

Charakterystyka połączenia metal-ceramika w kompozytach na osnowie Cu wzmacnianych włóknami SiC modyfikowanymi metodą implantacji jonowej

Czytaj za darmo! »

Kompozyty o osnowie metalicznej (MMC) wzmacniane włóknami ceramicznymi są zróżnicowane pod względem właściwości mechanicznych i cieplnych [1÷4]. Zróżnicowanie tych właściwości wynika między innymi ze skokowej zmiany właściwości sprężystych, plastycznych i cieplnych na granicy włókno-osnowa. Włókno i osnowa różnią się także pod względem wartości liniowych współczynników rozszerzalności temper[...]

 Strona 1