This master thesis is dealing with monitoring of gaseous products of microbial decomposition of organic pollution in constructed wetland. This wetland was used for wastewater treatment in a village Slavošovice, Czech Republic. Emissions of CO2, CH4 and N2O were measured in one treatment bed of the system. The emissions were quantified, their seasonal course was followed, and the main factors affecting gaseous emissions were identified. Only 3 % of total C emissions were in form of methane, N2O emissions were negligible and only 1,5 % of nitrogen denitrified were in form of N2O. Carbon and nitrogen balances of the system were estimated.

In dieser Arbeit wird die Beschichtung von Substraten mit Hilfe einer Ultraschallsprühanlage beschrieben. Es wurden Dispersionen aus Siliziumnanopartikeln und Organosiliziumpräkursoren genutzt, um Beschichtungen mit verschiedenen Dicken im Bereich von einigen hundert Nanometern bis zu mehreren Mikrometern auf verschiedenen metallischen Substraten zu erzeugen. Anschließend wurden diese der Blitzlampentemperung (FLA) unterzogen. Bei dünnen Beschichtungen mit Dicken von ca. 19 µm wurden nach der Blitzlampentemperung Filme auf dem Substrat erzeugt. Es wurden unterschiedliche Objektgrößen nach der Blitzlampentemperung in Abhängigkeit von dem Umgebungsdruck und der Pulslänge beobachtet. Bei dickeren Beschichtungen mit Dicken von ca. 38 µm bzw. 57 µm wurden selbstablösende Folien aus Silizium bei moderaten Pulsenergien von 4 J/cm² und durch das Anlegen von 5∙10-3 mbar Unterdruck während der Blitzlampentemperung hergestellt. Durch die Verwendung von Pulslängen mit 17,5 ms und Energien von bis zu 60 J/cm² wurden aus den ca. 38 µm dicken Beschichtungen nach der Blitzlampentemperung durch Übertragung auf ein Molybdänsubstrat ultradünne Siliziumschichten mit 280 nm Schichtdicke erzeugt. Mit Hilfe von Siliziumpresslingen wurde die maximale Eindringtiefe der Energie bei der Blitzlampentemperung ermittelt. Diese wurden bei verschiedenen Pulslängen und Energien mit der Blitzlampe getempert. Durch das Brechungsvermögen der Presslinge wurde an diesen sowohl die Oberfläche als auch durch Querschnittsaufnahmen die Sinterung bzw. das Schmelzen in der Tiefe nach der Blitzlampentemperung untersucht. Der Einfluss der Blitzlampentemperung auf die Polymorphie und die Kristallinität von Bis-mut(III)oxiden wurde untersucht. Die Charakterisierung der Siliziumfolien, Siliziumschichten und Siliziumpresslinge als auch der Bismut(III)oxide erfolgte unter anderem mittels Röntgenpulverdiffraktometrie, Rasterelektronenmikroskopie sowie Röntgenphotoelektronenspektroskopie.

Liquid composition for antimony doped tin oxide solgel deposition was prepared. Anorganic precursors of tin and antimony were used (tin(IV) chloride, antimony(III) chloride). ATO nanoparticles were dispergated in composition. This composition was used for spincoating deposition of thin films. Composition was analyzed by thermal analysis TGA and DSC. Sheet resistence of prepared samples were examined by four probe sensing. RMS roughness and thickness was measured by profilometry. Samples were analyzed by scan electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Transmittance and haze were measured and calculated by UV-VIS spektrometry with integration sphere.

Pre regeneráciu a rast poranených nervových vlákien bolo preskúmaných mnoho postupov, no výsledný rast axónov je často náhodný až dezorganizovaný a odráža sa na zložitejšom zotavovaní pacienta. V tejto práci boli vyrobené nové skafoldy s mikroštruktúrnymi a mechanickými vlastnosťami nervového skafoldu pomocou metódy freeze-casting. Konkrétne boli vyrobené biokeramické skafoldy na báze fosforečnanov vápenatých, oxidu titaničitého alebo oxidu zirkoničitého. Pomocou kontrolovaného rastu ľadu v jednom smere bola pripravená orientovaná mikroštruktúra. Pozorovanie pomocou skenovacej elektrónovej mikroskopie potvrdilo lineárne orientované póry (lamelárny systém), v ktorých priemerná veľkosť pórov klesala so zvyšujúcou sa rýchlosťou mrazenia. Skafoldy pripravené pomocou mrazenia v tekutom dusíku vykazovali vynikajúce mechanické vlastnosti, kde pevnosť v ohybe bola získaná v rozmedzí 10–17 MPa. Tie isté skafoldy mali vzdialenosť medzilamelamelárnych priestorov 10–30 µm, ktorých parametre sú vhodné pre nervové skafoldy. Biokompatibilita bola vyhodnotená pomocou Schwannových buniek in vitro, kde bola pozorovaná adhézia a rast v lamelárnom smere. Cytotoxické testy odhalili negatívny vplyv vyššej koncentrácie vápnika na prežitie Schwannových buniek. Pripravené skafoldy mali schopnosť tvorby apatitu na povrchu v podobe embryonálnych a nukleačných centier a apatitu samotného. Skafoldy na báze fosforečnanov vápenatých a oxidu titaničitého vykazovali sľubné regeneračné vlastnosti, konkrétne adhéziu a rast prostredníctvom pórovitej štruktúry a taktiež vynikajúce mechanické vlastnosti.

The first part of this diploma thesis is dealing with conductivity of liquid electrolytes. The second part is about third generation gel electrolytes and thein conductivity. The electrolytes were inorganic salts LiClO4, LiBF4 and NaClO4 in an aprotic propylene carbonate (PC) -used as a solvent. Nanosized Al2O3 and TiO2 particles were, proportionally to the sample's volume, added to the both – blend and gel samples in an amount expressed by weight percentage (wt). Both liquid and gel electrolytes contained following amount on nanosorbent: 3,46% wt, 7,17% wt, 10,0% wt and 12,0% wt. The liquid electrolytes were gelled using commercially available precursor Superacryl (Spofa dental s.r.o.).

The present master´s thesis deals with the electrical properties of nanocomposite materials. Samples for the experiment are made epoxi resin and oxides TiO2 and Al2O3 as nanofillers in different percent performace. The samples nanocomposites are measured temperature dependence of the resistivity inside, dissipation factor and relative permittivity. It discusses the effect of the filler on the resulting electrical properties of the polymer.

The diploma thesis deals with morphology of cobalt thin film on clean Si(111) and on silicon dioxide thin film on Si(111) studied by AFM and XPS. It is also study of selective growth of cobalt on lattice made by focused ion beam and electron lithography. In the last part, the growth of metals (Fe, Co) on surface oxide on Ni3Al(111) was studied.

Dielektrická relaxační spektroskopie je jednou z užitečných metod pro studium molekulární dynamiky materiálů. Díky nedávnému pokroku v přístrojové a měřicí technice je dnes možné získat dielektrické spektrum v širokém frekvenčním intervalu a pro velice rozdílné materiály. Cílem mé práce bylo studium dielektrických relaxačních spekter a vodivosti oxidů titanu, niobu, tantalu, lanthanu a hafnia pro katody pracující na principu studené emise. Cílem výzkumu bylo analyzovat frekvenční a teplotní chování těchto oxidů, včetně jejich vodivosti, v širokém frekvenčním a teplotním rozsahu, a pokusit se stanovit původ relaxačního mechanismu. Vzhledem k tomu, že původně zadaný rozsah oxidů byl dosti široký, soustředila se pozornost pouze na oxidy tantalu a niobu, rovněž s ohledem na jejich aplikace v elektrolytických kondenzátorech. Elektrické, tepelné a mechanické (při zpracování) vlastnosti oxidů tantalu a niobu jsou dnes již dobře prozkoumány. K dispozici je však jen málo poznatků o jejich dielektrických relaxačních mechanismech. Výsledky získané pro Ta2O5 ukazují existence relaxačního maxima, nacházejícího se v experimentálně dostupném teplotním a frekvenčním intervalu 187 K – 385 K a 1 Hz – 10 MHz. Frekvence ztrátového maxima se řídí Arrheniovým zákonem s aktivační energií 0.048 eV. Ve vodivostních spektrech vykazují tenké vrstvy Ta2O5 na nízkých frekvencích ustálenou hodnotu a při vysokých frekvencích monotónní nárůst, který závisí na teplotě. Pozorovanou vodivost lze popsat mocninnou funkcí s exponentem nepatrně větším než jedna (tzv. superlineární závislost). Výsledky získané pro Nb2O5 v podobné teplotní a frekvenční oblasti, 218 K – 373 K, 1 Hz – 1 MHz rovněž ukazují jedno relaxační maximum. Frekvence ztrátového maxima se opět řídí Arrheniovým zákonem s poněkud vyšší aktivační energií 0.055 eV. Niobové kondenzátory vykazují vodivostní mechanismus shodný s kondenzátory tantalovými.

This diploma thesis deals with the influence of addition of carbon nanoparticles on cement composites. The theoretical part of the diploma thesis is focused on the research of information about carbon nanoparticles, more precisely about carbon nanotubes and graphene oxide. There are summarized methods of dispersing carbon nanotubes and their effects on cement composites. The practical part follows the theoretical part of the research. In the first phase, the correct technique of graphene oxide dispersion was verified. Subsequently, the effects of graphene oxide on the mechanical properties of cement mortars were verified. In the final phase of the diploma thesis, the knowledge gained from the previous part was verified on concrete samples.

The combined electronic, optic and magnetic properties of transition metal (TM) implanted ferromagnetic TiO2 is of interest for spintronic applications. The nature of the observed abundant ferromagnetism in such materials has been investigated for more than one and a half decades, yet still no clear explanation for its appearance can be given. In this thesis, the origin of the ferromagnetic order in TM:TiO2 systems is studied by investigating the interplay between structural order, defects and incorporation of implanted ions within the host lattice. The defect properties of the host TiO2 are altered by preparing different microstructures of TiO2 (e.g. amorphous, polycrystalline anatase and epitaxial anatase). The difference in microstructure is also found to influence the incorporation of the implanted ions with the host lattice. The crystallographic incorporation of the implanted TM atoms is found only in crystalline films. Moreover, it is observed that the suppression of the dopant related secondary phases can also be achieved by changing the microstructure. The obtained experimental results are compared with the existing theoretical frameworks, while the most relevant one describing our findings is elucidated. Based on this discussion, we propose an ideal microstructural candidate for a dilute magnetic oxide material based on our results. / Die kombinierten elektrischen, optischen und ferromagnetischen Eigenschaften von TiO2, welches mit einem Übergangsmetall (TM) dotiert wurde, sind für Anwendungen in der Spintronik von hoher Bedeutung. Obwohl dieses Material seit mehr als anderthalb Jahrzehnten untersucht wird, kann derzeit noch keine eindeutige Erklärung für den beobachteten Ferromagnetismus gegeben werden. In dieser Arbeit wird die Ursache für die ferromagnetische Ordnung in TM:TiO2-Systemen untersucht, indem der Zusammenhang von struktureller Ordnung, Defekten und der Einlagerung der implantierten Ionen im Wirtsgitter analysiert wird. Durch die Verwendung unterschiedlicher Mikrostrukturen (z.B. amorphes, polykristalliner Anatas und epitaktischer Anatas) wurden auch die Defekteigenschaften des Wirts-Titanoxid variiert. Dabei zeigte sich ein Einfluss der unterschiedlichen Mikrostrukturen auf die Einlagerung der implantierten Atome in das Wirtsgitter. So konnte die Substitution von Ti-Atomen durch Atome des dotierten Übergangsmetalls nur in kristallinen Filmen beobachtet werden. Weiterhin wurde herausgefunden, dass die vom Dotanden hervorgerufenen Sekundärphasen durch die initiale Mikrostruktur unterdrückt werden können. Die experimentellen Ergebnisse wurden mit aktuellen Theorien verglichen. Zusammenfassend wird ein Überblick über die wichtigsten Ergebnisse gegeben, auf Basis welcher eine optimale Mikrostruktur für ein verdünntes magnetisches Oxid vorgeschlagen wird.