Search

Tato bakalářská práce se zabývá perovskitem CsPbBr3. V práci jsou představeny jeho vlastnosti a různé způsoby přípravy nanostruktur tohoto anorganického perovskitu. Důraz je kladen zejména na fyzikální depozici napařováním pomocí efúzních cel. Jsou zde popsány provedené experimenty, jejichž cílem je příprava nanokrystalů a nanodrátů, a následná analýza jejich morfologie, složení a optických vlastností. Je zde studován vliv elektronového paprsku a dlouhodobé působení vzduchu na optické vlastnosti. Zároveň je zde představen koncept experimentu, jehož výsledkem by mělo být nahrazení olova v perovskitové struktuře cínem., This bachelor thesis deals with the perovskite CsPbBr3. The thesis presents properties and different ways of preparing nanostructures of this inorganic perovskite. The emphasis is placed on physical vapor deposition using effusion cells. The experiments carried out to prepare nanocrystals and nanowires and the subsequent analysis of their morphology, composition and optical properties are described. The effect of the electron beam and long-term exposure to air on the optical properties is studied. Also, the concept of an experiment that should result in the replacement of lead in the perovskite structure by tin is presented.

Tato práce se zabývá olovnato-halogenidovými perovskity (OHP), novou skupinou materiálů, jež našla své využití v oblastech jako například fotovoltaika a optoelektronika. Potenciál OHP leží v jejich elektronové struktuře a snadno laditelném zakázaném pásu, což má za následek jedinečné fyzikální a funkční vlastnosti. Ke studiu optických vlastností a elektronové struktury OHP využíváme teorie funkcionálu hustoty (DFT). DFT metoda je ab-initio metoda založená na principu minimalizace funkcionálu elektronové hustoty k nalezení základní energie daného systému. DFT metoda společně s hybridními funkcionály byla využita pro získání správné elektronové struktury a hodnoty zakázaného pásu pro krystal CsPbBr3. Teoreticky získaná data byla využita v modelu efektivní hmotnosti k porovnání s fotoluminiscenčními spektry jednotlivých CsPbBr3 nanokrystalů s cílem zjistit energiové hladiny excitonů v závislosti na velikosti a tvaru nanokrystalů., This thesis deals with lead halide perovskites (LHPs), a relatively new group of materials which have found much use in fields such as photovoltaics and optoelectronics. LHPs’ potential lies in their electronic structure and easily tunable band gap, which result in unique physical and functional properties. To study LHPs’ optical properties and electronic structure we employ density functional theory (DFT). The DFT method is an ab-initio method built upon minimization of electron density functional to find the ground state energy of a given system. The DFT method was employed along with the use of hybrid functionals to obtain the correct band structure and band gap of CsPbBr3 bulk. The theoretically obtained data were used in the effective mass model to compare with the photoluminescence emission peaks of individual CsPbBr3 nanocrystals to correctly assess the exciton energy levels based on the nanocrystals’ size, and shape.

Pokročilé nanomateriály vykazují oproti konvenčním materiálům zřetelné zlepšení určitých fyzikálních či funkčních vlastností. Takovými pokročilými materiály jsou například halogenidové olovnaté perovskity (HOP). Jedná se o skupinu hybridních organicko-anorganických materiálů s přímým zakázaným energiovým pásem vykazující unikátní optické vlastnosti. Vysoká kvantová účinnost fotoluminiscence dělá z nanokrystalů nebo tenkých vrstev HOP vhodné kandidáty pro výrobu diod emitujících světlo, solárních článků a LCD displejů. Jejich levná a nenáročná výroba společně s jejich unikátními optickými vlastnostmi činí z HOP jedny z nejrozvíjenějších materiálů posledních deseti let. Cílem této diplomové práce je studium optických vlastností nanokrystalů perovskitu CsPbBr3 pomocí metod s vysokým laterálním rozlišením. Nanokrystaly perovskitu CsPbBr3 vykazují intenzivní anti-Stokesovu fotoluminiscenci. Jsou tak schopny emitovat světlo s nižší vlnovou délkou, než s jakou došlo k vybuzení fotoluminiscence. Příprava nanokrystalů probíhá dvěma různými způsoby: pomocí napařování, nebo krystalizací prekurzoru v roztoku dimetylformamidu. Studována je morfologie, fotoluminiscenční vlastnosti a chemické složení jednotlivých nanokrystalů. Účelem studie je hlubší pochopení anti-Stokesovy fotoluminiscence nanokrystalů HOP a její závislosti na tvaru, velikosti a chemickém složení jednotlivých krystalů., Advanced nanomaterials show a significant improvement in certain physical or functional properties compared to conventional materials. Such advanced materials are, for example, lead halide perovskites (LHP). It is a group of hybrid organic-inorganic materials with a direct bandgap exhibiting unique optical properties. The high quantum efficiency of photoluminescence makes nanocrystals or thin films of LHP suitable candidates for the production of light-emitting diodes, solar cells and LCD displays. Their inexpensive and simple fabrication together with their unique optical properties makes LHP one of the most developed materials of the last decade. This diploma thesis aims to study the optical properties of CsPbBr3 perovskite nanocrystals using high lateral resolution methods. CsPbBr3 perovskite nanocrystals show intense anti-Stokes photoluminescence. These nanocrystals can emit light with a lower wavelength than that of the light that causes their photoluminescence. The nanocrystals are prepared in two different ways: by evaporation or by crystallization of the precursor in a solution of dimethylformamide. The morphology, photoluminescence properties and chemical composition of individual nanocrystals are studied. Each nanocrystal is studied individually and its size, shape, photoluminescence properties and chemical compounds are determined, which leads to a deeper understanding of the anti-Stokes photoluminescence of perovskite nanocrystals.

Pokročilé nanomateriály vykazují oproti konvenčním materiálům zřetelné zlepšení určitých fyzikálních či funkčních vlastností. Takovými pokročilými materiály jsou například halogenidové olovnaté perovskity (HOP). Jedná se o skupinu hybridních organicko-anorganických materiálů s přímým zakázaným energiovým pásem vykazující unikátní optické vlastnosti. Vysoká kvantová účinnost fotoluminiscence dělá z nanokrystalů nebo tenkých vrstev HOP vhodné kandidáty pro výrobu diod emitujících světlo, solárních článků a LCD displejů. Jejich levná a nenáročná výroba společně s jejich unikátními optickými vlastnostmi činí z HOP jedny z nejrozvíjenějších materiálů posledních deseti let. Cílem této diplomové práce je studium optických vlastností nanokrystalů perovskitu CsPbBr3 pomocí metod s vysokým laterálním rozlišením. Nanokrystaly perovskitu CsPbBr3 vykazují intenzivní anti-Stokesovu fotoluminiscenci. Jsou tak schopny emitovat světlo s nižší vlnovou délkou, než s jakou došlo k vybuzení fotoluminiscence. Příprava nanokrystalů probíhá dvěma různými způsoby: pomocí napařování, nebo krystalizací prekurzoru v roztoku dimetylformamidu. Studována je morfologie, fotoluminiscenční vlastnosti a chemické složení jednotlivých nanokrystalů. Účelem studie je hlubší pochopení anti-Stokesovy fotoluminiscence nanokrystalů HOP a její závislosti na tvaru, velikosti a chemickém složení jednotlivých krystalů., Advanced nanomaterials show a significant improvement in certain physical or functional properties compared to conventional materials. Such advanced materials are, for example, lead halide perovskites (LHP). It is a group of hybrid organic-inorganic materials with a direct bandgap exhibiting unique optical properties. The high quantum efficiency of photoluminescence makes nanocrystals or thin films of LHP suitable candidates for the production of light-emitting diodes, solar cells and LCD displays. Their inexpensive and simple fabrication together with their unique optical properties makes LHP one of the most developed materials of the last decade. This diploma thesis aims to study the optical properties of CsPbBr3 perovskite nanocrystals using high lateral resolution methods. CsPbBr3 perovskite nanocrystals show intense anti-Stokes photoluminescence. These nanocrystals can emit light with a lower wavelength than that of the light that causes their photoluminescence. The nanocrystals are prepared in two different ways: by evaporation or by crystallization of the precursor in a solution of dimethylformamide. The morphology, photoluminescence properties and chemical composition of individual nanocrystals are studied. Each nanocrystal is studied individually and its size, shape, photoluminescence properties and chemical compounds are determined, which leads to a deeper understanding of the anti-Stokes photoluminescence of perovskite nanocrystals.

Tato bakalářská práce se zabývá perovskitem CsPbBr3. V práci jsou představeny jeho vlastnosti a různé způsoby přípravy nanostruktur tohoto anorganického perovskitu. Důraz je kladen zejména na fyzikální depozici napařováním pomocí efúzních cel. Jsou zde popsány provedené experimenty, jejichž cílem je příprava nanokrystalů a nanodrátů, a následná analýza jejich morfologie, složení a optických vlastností. Je zde studován vliv elektronového paprsku a dlouhodobé působení vzduchu na optické vlastnosti. Zároveň je zde představen koncept experimentu, jehož výsledkem by mělo být nahrazení olova v perovskitové struktuře cínem., This bachelor thesis deals with the perovskite CsPbBr3. The thesis presents properties and different ways of preparing nanostructures of this inorganic perovskite. The emphasis is placed on physical vapor deposition using effusion cells. The experiments carried out to prepare nanocrystals and nanowires and the subsequent analysis of their morphology, composition and optical properties are described. The effect of the electron beam and long-term exposure to air on the optical properties is studied. Also, the concept of an experiment that should result in the replacement of lead in the perovskite structure by tin is presented.

Tato práce se zabývá olovnato-halogenidovými perovskity (OHP), novou skupinou materiálů, jež našla své využití v oblastech jako například fotovoltaika a optoelektronika. Potenciál OHP leží v jejich elektronové struktuře a snadno laditelném zakázaném pásu, což má za následek jedinečné fyzikální a funkční vlastnosti. Ke studiu optických vlastností a elektronové struktury OHP využíváme teorie funkcionálu hustoty (DFT). DFT metoda je ab-initio metoda založená na principu minimalizace funkcionálu elektronové hustoty k nalezení základní energie daného systému. DFT metoda společně s hybridními funkcionály byla využita pro získání správné elektronové struktury a hodnoty zakázaného pásu pro krystal CsPbBr3. Teoreticky získaná data byla využita v modelu efektivní hmotnosti k porovnání s fotoluminiscenčními spektry jednotlivých CsPbBr3 nanokrystalů s cílem zjistit energiové hladiny excitonů v závislosti na velikosti a tvaru nanokrystalů., This thesis deals with lead halide perovskites (LHPs), a relatively new group of materials which have found much use in fields such as photovoltaics and optoelectronics. LHPs’ potential lies in their electronic structure and easily tunable band gap, which result in unique physical and functional properties. To study LHPs’ optical properties and electronic structure we employ density functional theory (DFT). The DFT method is an ab-initio method built upon minimization of electron density functional to find the ground state energy of a given system. The DFT method was employed along with the use of hybrid functionals to obtain the correct band structure and band gap of CsPbBr3 bulk. The theoretically obtained data were used in the effective mass model to compare with the photoluminescence emission peaks of individual CsPbBr3 nanocrystals to correctly assess the exciton energy levels based on the nanocrystals’ size, and shape.

Tato práce se zabývá širokým využitím charakterizační metody spektroskopické elipsometrie (SE). Je uvedeno měření dielektrické funkce termického oxidu SiO2 a jeho tloušťky na křemíkovém substrátu. Dále je prezentována rozličná dielektrická funkce tenké zlaté vrstvy, její ryze kovové a dielektrické vlastnosti. Metoda SE je použita pro determinaci časově proměnných vrstev v podobě rychlosti růstu oxidů mědi. Dále je změřena dielektrická funkce fotoluminiscenčního materiálu CsPbBr3 na níž je prezentováno nalezení kvantových přechodů v daném materiálu. V neposlední řadě je vytvořen program v pythonu umožňující kompletní analýzu elipsometrických dat získaných obrazovou mikro elipsometrií na fázově proměnném Sb2S3., This work deals with the broad application of the spectral ellipsometry (SE) characterization method. It includes measurements of the dielectric function of thermal SiO2 and its thickness on a silicon substrate. Additionally, it presents diverse dielectric function of thin gold layer, highlighting its metallic and dielectric properties. The SE method is utilized for determining time-variable layers such as the growth rate of copper oxides. Furthermore, the dielectric function of the photoluminescent material CsPbBr3 is measured to identify quantum transitions within this perovskite material. Finally, a program in python is developed, enabling comprehensive analysis of ellipsometric data obtained via imaging microellipsometry on phase-change Sb2S3.

Tato bakalářská práce se zaměřuje na detailní korelativní studii optoelektronických perovskitových materiálů prostřednictvím pokročilých měřících technik užívaných na Ústavu fyzikálního inženýrství, jako je měření povrchového náboje nebo časově rozlišitelné mapování fotoluminiscence. V současnosti zatím nevyšlo mnoho publikací či článků, které by se pokoušely analyzovat optické a elektrické procesy více než dvěma technikami naráz. Práce si proto klade za cíl rozšířit znalosti o dosavadních užívaných technikách a obohatit jejich počty o studium povrchové analýzy náboje (ve tmě a při osvětlení) pomocí metody Kelvinovy hrotové mikroskopie (KPFM). Přínos této práce z hlediska zkoumání perovskitových materiálu je v korelativním měření, které přináší nové poznatky o uspořádání a pohybu nosičů náboje, které mohou být využity při zkoumání perovskitových solárních článků., This bachelor's thesis is focused on a detailed correlative study of optoelectronic perovskite materials through advanced measurement techniques employed at the Institute of Physical Engineering. These techniques include surface charge measurement and time-resolved photoluminescence mapping. Currently, there are few publications or articles attempting to analyze optical and electrical processes using more than two techniques simultaneously. Therefore, the aim of this thesis is to expand the knowledge of existing techniques and enhance them by incorporating surface charge analysis (in the dark and under illumination) using Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM). The contribution of this work to the study of perovskite materials lies in correlative measurements that provide new insights into the arrangement and movement of charge carriers, which can be utilized in the research of perovskite solar cells.

Tato bakalářská práce se zaměřuje na detailní korelativní studii optoelektronických perovskitových materiálů prostřednictvím pokročilých měřících technik užívaných na Ústavu fyzikálního inženýrství, jako je měření povrchového náboje nebo časově rozlišitelné mapování fotoluminiscence. V současnosti zatím nevyšlo mnoho publikací či článků, které by se pokoušely analyzovat optické a elektrické procesy více než dvěma technikami naráz. Práce si proto klade za cíl rozšířit znalosti o dosavadních užívaných technikách a obohatit jejich počty o studium povrchové analýzy náboje (ve tmě a při osvětlení) pomocí metody Kelvinovy hrotové mikroskopie (KPFM). Přínos této práce z hlediska zkoumání perovskitových materiálu je v korelativním měření, které přináší nové poznatky o uspořádání a pohybu nosičů náboje, které mohou být využity při zkoumání perovskitových solárních článků., This bachelor's thesis is focused on a detailed correlative study of optoelectronic perovskite materials through advanced measurement techniques employed at the Institute of Physical Engineering. These techniques include surface charge measurement and time-resolved photoluminescence mapping. Currently, there are few publications or articles attempting to analyze optical and electrical processes using more than two techniques simultaneously. Therefore, the aim of this thesis is to expand the knowledge of existing techniques and enhance them by incorporating surface charge analysis (in the dark and under illumination) using Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM). The contribution of this work to the study of perovskite materials lies in correlative measurements that provide new insights into the arrangement and movement of charge carriers, which can be utilized in the research of perovskite solar cells.

Tato práce se zabývá širokým využitím charakterizační metody spektroskopické elipsometrie (SE). Je uvedeno měření dielektrické funkce termického oxidu SiO2 a jeho tloušťky na křemíkovém substrátu. Dále je prezentována rozličná dielektrická funkce tenké zlaté vrstvy, její ryze kovové a dielektrické vlastnosti. Metoda SE je použita pro determinaci časově proměnných vrstev v podobě rychlosti růstu oxidů mědi. Dále je změřena dielektrická funkce fotoluminiscenčního materiálu CsPbBr3 na níž je prezentováno nalezení kvantových přechodů v daném materiálu. V neposlední řadě je vytvořen program v pythonu umožňující kompletní analýzu elipsometrických dat získaných obrazovou mikro elipsometrií na fázově proměnném Sb2S3., This work deals with the broad application of the spectral ellipsometry (SE) characterization method. It includes measurements of the dielectric function of thermal SiO2 and its thickness on a silicon substrate. Additionally, it presents diverse dielectric function of thin gold layer, highlighting its metallic and dielectric properties. The SE method is utilized for determining time-variable layers such as the growth rate of copper oxides. Furthermore, the dielectric function of the photoluminescent material CsPbBr3 is measured to identify quantum transitions within this perovskite material. Finally, a program in python is developed, enabling comprehensive analysis of ellipsometric data obtained via imaging microellipsometry on phase-change Sb2S3.

Tato práce představuje experimentální zařízení pro měření teplotní závislosti fotoluminiscenční odezvy nanokrystalů perovskitu CsPbBr3. Součástí práce je návrh, výroba, optimalizace a zejména implementace zařízení ke stávajícímu spektrometru. Dále se tato práce zabývá charakterizační částí, která obnáší přípravu vzorků a samotná měření teplotně závislé fotoluminiscence. Zkonstruované zařízení umožňuje fotoluminiscenční měření s rozsahem teplot 50 °C až 60 °C. Dále je díky implementaci zařízení do konstrukce konfokálního mikroskopu s rastrovacím stolkem umožněno na libovolné teplotě v daném rozsahu získat mapu fotoluminiscenční odezvy nanokrystalů CsPbBr3. Každé fotoluminiscenční spektrum bylo parametrizováno a k určení teplotní závislosti pološířky fotoluminiscence byl použit zjednodušený lineární model založený na principu vazby excitonů a fononů. V závěru jsou naměřená data porovnána s existujícími měřeními a jsou zhodnoceny přednosti a limitace námi zkonstruovaného zařízení., This work presents an experimental setup for measuring the temperature dependence of the photoluminescence response of CsPbBr3 perovskite nanocrystals. The work includes the design, fabrication, optimization and especially the implementation of the device to an existing spectrometer. Furthermore, this thesis deals with the characterization part, which involves sample preparation and actual measurements of temperature-dependent photoluminescence. The constructed device enables photoluminescence measurements with a temperature range of 50 °C to 60 °C. Furthermore, thanks to the implementation of the device in the design of a confocal microscope with a raster stage, it is possible to obtain a map of the photoluminescence response of CsPbBr3 nanocrystals at any temperature in the given range. Each photoluminescence spectrum was parameterized and a simplified linear model based on the exciton-phonon coupling principle was used to determine the temperature dependence of the photoluminescence line width. Finally, the measured data are compared with existing measurements and the advantages and limitations of our constructed device are evaluated.

Tato bakalářská práce se zaměřuje na detailní korelativní studii optoelektronických perovskitových materiálů prostřednictvím pokročilých měřících technik užívaných na Ústavu fyzikálního inženýrství, jako je měření povrchového náboje nebo časově rozlišitelné mapování fotoluminiscence. V současnosti zatím nevyšlo mnoho publikací či článků, které by se pokoušely analyzovat optické a elektrické procesy více než dvěma technikami naráz. Práce si proto klade za cíl rozšířit znalosti o dosavadních užívaných technikách a obohatit jejich počty o studium povrchové analýzy náboje (ve tmě a při osvětlení) pomocí metody Kelvinovy hrotové mikroskopie (KPFM). Přínos této práce z hlediska zkoumání perovskitových materiálu je v korelativním měření, které přináší nové poznatky o uspořádání a pohybu nosičů náboje, které mohou být využity při zkoumání perovskitových solárních článků., This bachelor's thesis is focused on a detailed correlative study of optoelectronic perovskite materials through advanced measurement techniques employed at the Institute of Physical Engineering. These techniques include surface charge measurement and time-resolved photoluminescence mapping. Currently, there are few publications or articles attempting to analyze optical and electrical processes using more than two techniques simultaneously. Therefore, the aim of this thesis is to expand the knowledge of existing techniques and enhance them by incorporating surface charge analysis (in the dark and under illumination) using Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM). The contribution of this work to the study of perovskite materials lies in correlative measurements that provide new insights into the arrangement and movement of charge carriers, which can be utilized in the research of perovskite solar cells.

Tato práce se zabývá olovnato-halogenidovými perovskity (OHP), novou skupinou materiálů, jež našla své využití v oblastech jako například fotovoltaika a optoelektronika. Potenciál OHP leží v jejich elektronové struktuře a snadno laditelném zakázaném pásu, což má za následek jedinečné fyzikální a funkční vlastnosti. Ke studiu optických vlastností a elektronové struktury OHP využíváme teorie funkcionálu hustoty (DFT). DFT metoda je ab-initio metoda založená na principu minimalizace funkcionálu elektronové hustoty k nalezení základní energie daného systému. DFT metoda společně s hybridními funkcionály byla využita pro získání správné elektronové struktury a hodnoty zakázaného pásu pro krystal CsPbBr3. Teoreticky získaná data byla využita v modelu efektivní hmotnosti k porovnání s fotoluminiscenčními spektry jednotlivých CsPbBr3 nanokrystalů s cílem zjistit energiové hladiny excitonů v závislosti na velikosti a tvaru nanokrystalů., This thesis deals with lead halide perovskites (LHPs), a relatively new group of materials which have found much use in fields such as photovoltaics and optoelectronics. LHPs’ potential lies in their electronic structure and easily tunable band gap, which result in unique physical and functional properties. To study LHPs’ optical properties and electronic structure we employ density functional theory (DFT). The DFT method is an ab-initio method built upon minimization of electron density functional to find the ground state energy of a given system. The DFT method was employed along with the use of hybrid functionals to obtain the correct band structure and band gap of CsPbBr3 bulk. The theoretically obtained data were used in the effective mass model to compare with the photoluminescence emission peaks of individual CsPbBr3 nanocrystals to correctly assess the exciton energy levels based on the nanocrystals’ size, and shape.

Tato práce se zabývá olovnato-halogenidovými perovskity (OHP), novou skupinou materiálů, jež našla své využití v oblastech jako například fotovoltaika a optoelektronika. Potenciál OHP leží v jejich elektronové struktuře a snadno laditelném zakázaném pásu, což má za následek jedinečné fyzikální a funkční vlastnosti. Ke studiu optických vlastností a elektronové struktury OHP využíváme teorie funkcionálu hustoty (DFT). DFT metoda je ab-initio metoda založená na principu minimalizace funkcionálu elektronové hustoty k nalezení základní energie daného systému. DFT metoda společně s hybridními funkcionály byla využita pro získání správné elektronové struktury a hodnoty zakázaného pásu pro krystal CsPbBr3. Teoreticky získaná data byla využita v modelu efektivní hmotnosti k porovnání s fotoluminiscenčními spektry jednotlivých CsPbBr3 nanokrystalů s cílem zjistit energiové hladiny excitonů v závislosti na velikosti a tvaru nanokrystalů., This thesis deals with lead halide perovskites (LHPs), a relatively new group of materials which have found much use in fields such as photovoltaics and optoelectronics. LHPs’ potential lies in their electronic structure and easily tunable band gap, which result in unique physical and functional properties. To study LHPs’ optical properties and electronic structure we employ density functional theory (DFT). The DFT method is an ab-initio method built upon minimization of electron density functional to find the ground state energy of a given system. The DFT method was employed along with the use of hybrid functionals to obtain the correct band structure and band gap of CsPbBr3 bulk. The theoretically obtained data were used in the effective mass model to compare with the photoluminescence emission peaks of individual CsPbBr3 nanocrystals to correctly assess the exciton energy levels based on the nanocrystals’ size, and shape.

Tato práce se zabývá olovnato-halogenidovými perovskity (OHP), novou skupinou materiálů, jež našla své využití v oblastech jako například fotovoltaika a optoelektronika. Potenciál OHP leží v jejich elektronové struktuře a snadno laditelném zakázaném pásu, což má za následek jedinečné fyzikální a funkční vlastnosti. Ke studiu optických vlastností a elektronové struktury OHP využíváme teorie funkcionálu hustoty (DFT). DFT metoda je ab-initio metoda založená na principu minimalizace funkcionálu elektronové hustoty k nalezení základní energie daného systému. DFT metoda společně s hybridními funkcionály byla využita pro získání správné elektronové struktury a hodnoty zakázaného pásu pro krystal CsPbBr3. Teoreticky získaná data byla využita v modelu efektivní hmotnosti k porovnání s fotoluminiscenčními spektry jednotlivých CsPbBr3 nanokrystalů s cílem zjistit energiové hladiny excitonů v závislosti na velikosti a tvaru nanokrystalů., This thesis deals with lead halide perovskites (LHPs), a relatively new group of materials which have found much use in fields such as photovoltaics and optoelectronics. LHPs’ potential lies in their electronic structure and easily tunable band gap, which result in unique physical and functional properties. To study LHPs’ optical properties and electronic structure we employ density functional theory (DFT). The DFT method is an ab-initio method built upon minimization of electron density functional to find the ground state energy of a given system. The DFT method was employed along with the use of hybrid functionals to obtain the correct band structure and band gap of CsPbBr3 bulk. The theoretically obtained data were used in the effective mass model to compare with the photoluminescence emission peaks of individual CsPbBr3 nanocrystals to correctly assess the exciton energy levels based on the nanocrystals’ size, and shape.

Tato bakalářská práce se zabývá perovskitem CsPbBr3. V práci jsou představeny jeho vlastnosti a různé způsoby přípravy nanostruktur tohoto anorganického perovskitu. Důraz je kladen zejména na fyzikální depozici napařováním pomocí efúzních cel. Jsou zde popsány provedené experimenty, jejichž cílem je příprava nanokrystalů a nanodrátů, a následná analýza jejich morfologie, složení a optických vlastností. Je zde studován vliv elektronového paprsku a dlouhodobé působení vzduchu na optické vlastnosti. Zároveň je zde představen koncept experimentu, jehož výsledkem by mělo být nahrazení olova v perovskitové struktuře cínem., This bachelor thesis deals with the perovskite CsPbBr3. The thesis presents properties and different ways of preparing nanostructures of this inorganic perovskite. The emphasis is placed on physical vapor deposition using effusion cells. The experiments carried out to prepare nanocrystals and nanowires and the subsequent analysis of their morphology, composition and optical properties are described. The effect of the electron beam and long-term exposure to air on the optical properties is studied. Also, the concept of an experiment that should result in the replacement of lead in the perovskite structure by tin is presented.

Tato bakalářská práce se zabývá perovskitem CsPbBr3. V práci jsou představeny jeho vlastnosti a různé způsoby přípravy nanostruktur tohoto anorganického perovskitu. Důraz je kladen zejména na fyzikální depozici napařováním pomocí efúzních cel. Jsou zde popsány provedené experimenty, jejichž cílem je příprava nanokrystalů a nanodrátů, a následná analýza jejich morfologie, složení a optických vlastností. Je zde studován vliv elektronového paprsku a dlouhodobé působení vzduchu na optické vlastnosti. Zároveň je zde představen koncept experimentu, jehož výsledkem by mělo být nahrazení olova v perovskitové struktuře cínem., This bachelor thesis deals with the perovskite CsPbBr3. The thesis presents properties and different ways of preparing nanostructures of this inorganic perovskite. The emphasis is placed on physical vapor deposition using effusion cells. The experiments carried out to prepare nanocrystals and nanowires and the subsequent analysis of their morphology, composition and optical properties are described. The effect of the electron beam and long-term exposure to air on the optical properties is studied. Also, the concept of an experiment that should result in the replacement of lead in the perovskite structure by tin is presented.

Pokročilé nanomateriály vykazují oproti konvenčním materiálům zřetelné zlepšení určitých fyzikálních či funkčních vlastností. Takovými pokročilými materiály jsou například halogenidové olovnaté perovskity (HOP). Jedná se o skupinu hybridních organicko-anorganických materiálů s přímým zakázaným energiovým pásem vykazující unikátní optické vlastnosti. Vysoká kvantová účinnost fotoluminiscence dělá z nanokrystalů nebo tenkých vrstev HOP vhodné kandidáty pro výrobu diod emitujících světlo, solárních článků a LCD displejů. Jejich levná a nenáročná výroba společně s jejich unikátními optickými vlastnostmi činí z HOP jedny z nejrozvíjenějších materiálů posledních deseti let. Cílem této diplomové práce je studium optických vlastností nanokrystalů perovskitu CsPbBr3 pomocí metod s vysokým laterálním rozlišením. Nanokrystaly perovskitu CsPbBr3 vykazují intenzivní anti-Stokesovu fotoluminiscenci. Jsou tak schopny emitovat světlo s nižší vlnovou délkou, než s jakou došlo k vybuzení fotoluminiscence. Příprava nanokrystalů probíhá dvěma různými způsoby: pomocí napařování, nebo krystalizací prekurzoru v roztoku dimetylformamidu. Studována je morfologie, fotoluminiscenční vlastnosti a chemické složení jednotlivých nanokrystalů. Účelem studie je hlubší pochopení anti-Stokesovy fotoluminiscence nanokrystalů HOP a její závislosti na tvaru, velikosti a chemickém složení jednotlivých krystalů., Advanced nanomaterials show a significant improvement in certain physical or functional properties compared to conventional materials. Such advanced materials are, for example, lead halide perovskites (LHP). It is a group of hybrid organic-inorganic materials with a direct bandgap exhibiting unique optical properties. The high quantum efficiency of photoluminescence makes nanocrystals or thin films of LHP suitable candidates for the production of light-emitting diodes, solar cells and LCD displays. Their inexpensive and simple fabrication together with their unique optical properties makes LHP one of the most developed materials of the last decade. This diploma thesis aims to study the optical properties of CsPbBr3 perovskite nanocrystals using high lateral resolution methods. CsPbBr3 perovskite nanocrystals show intense anti-Stokes photoluminescence. These nanocrystals can emit light with a lower wavelength than that of the light that causes their photoluminescence. The nanocrystals are prepared in two different ways: by evaporation or by crystallization of the precursor in a solution of dimethylformamide. The morphology, photoluminescence properties and chemical composition of individual nanocrystals are studied. Each nanocrystal is studied individually and its size, shape, photoluminescence properties and chemical compounds are determined, which leads to a deeper understanding of the anti-Stokes photoluminescence of perovskite nanocrystals.

Pokročilé nanomateriály vykazují oproti konvenčním materiálům zřetelné zlepšení určitých fyzikálních či funkčních vlastností. Takovými pokročilými materiály jsou například halogenidové olovnaté perovskity (HOP). Jedná se o skupinu hybridních organicko-anorganických materiálů s přímým zakázaným energiovým pásem vykazující unikátní optické vlastnosti. Vysoká kvantová účinnost fotoluminiscence dělá z nanokrystalů nebo tenkých vrstev HOP vhodné kandidáty pro výrobu diod emitujících světlo, solárních článků a LCD displejů. Jejich levná a nenáročná výroba společně s jejich unikátními optickými vlastnostmi činí z HOP jedny z nejrozvíjenějších materiálů posledních deseti let. Cílem této diplomové práce je studium optických vlastností nanokrystalů perovskitu CsPbBr3 pomocí metod s vysokým laterálním rozlišením. Nanokrystaly perovskitu CsPbBr3 vykazují intenzivní anti-Stokesovu fotoluminiscenci. Jsou tak schopny emitovat světlo s nižší vlnovou délkou, než s jakou došlo k vybuzení fotoluminiscence. Příprava nanokrystalů probíhá dvěma různými způsoby: pomocí napařování, nebo krystalizací prekurzoru v roztoku dimetylformamidu. Studována je morfologie, fotoluminiscenční vlastnosti a chemické složení jednotlivých nanokrystalů. Účelem studie je hlubší pochopení anti-Stokesovy fotoluminiscence nanokrystalů HOP a její závislosti na tvaru, velikosti a chemickém složení jednotlivých krystalů., Advanced nanomaterials show a significant improvement in certain physical or functional properties compared to conventional materials. Such advanced materials are, for example, lead halide perovskites (LHP). It is a group of hybrid organic-inorganic materials with a direct bandgap exhibiting unique optical properties. The high quantum efficiency of photoluminescence makes nanocrystals or thin films of LHP suitable candidates for the production of light-emitting diodes, solar cells and LCD displays. Their inexpensive and simple fabrication together with their unique optical properties makes LHP one of the most developed materials of the last decade. This diploma thesis aims to study the optical properties of CsPbBr3 perovskite nanocrystals using high lateral resolution methods. CsPbBr3 perovskite nanocrystals show intense anti-Stokes photoluminescence. These nanocrystals can emit light with a lower wavelength than that of the light that causes their photoluminescence. The nanocrystals are prepared in two different ways: by evaporation or by crystallization of the precursor in a solution of dimethylformamide. The morphology, photoluminescence properties and chemical composition of individual nanocrystals are studied. Each nanocrystal is studied individually and its size, shape, photoluminescence properties and chemical compounds are determined, which leads to a deeper understanding of the anti-Stokes photoluminescence of perovskite nanocrystals.

Pokročilé nanomateriály vykazují oproti konvenčním materiálům zřetelné zlepšení určitých fyzikálních či funkčních vlastností. Takovými pokročilými materiály jsou například halogenidové olovnaté perovskity (HOP). Jedná se o skupinu hybridních organicko-anorganických materiálů s přímým zakázaným energiovým pásem vykazující unikátní optické vlastnosti. Vysoká kvantová účinnost fotoluminiscence dělá z nanokrystalů nebo tenkých vrstev HOP vhodné kandidáty pro výrobu diod emitujících světlo, solárních článků a LCD displejů. Jejich levná a nenáročná výroba společně s jejich unikátními optickými vlastnostmi činí z HOP jedny z nejrozvíjenějších materiálů posledních deseti let. Cílem této diplomové práce je studium optických vlastností nanokrystalů perovskitu CsPbBr3 pomocí metod s vysokým laterálním rozlišením. Nanokrystaly perovskitu CsPbBr3 vykazují intenzivní anti-Stokesovu fotoluminiscenci. Jsou tak schopny emitovat světlo s nižší vlnovou délkou, než s jakou došlo k vybuzení fotoluminiscence. Příprava nanokrystalů probíhá dvěma různými způsoby: pomocí napařování, nebo krystalizací prekurzoru v roztoku dimetylformamidu. Studována je morfologie, fotoluminiscenční vlastnosti a chemické složení jednotlivých nanokrystalů. Účelem studie je hlubší pochopení anti-Stokesovy fotoluminiscence nanokrystalů HOP a její závislosti na tvaru, velikosti a chemickém složení jednotlivých krystalů., Advanced nanomaterials show a significant improvement in certain physical or functional properties compared to conventional materials. Such advanced materials are, for example, lead halide perovskites (LHP). It is a group of hybrid organic-inorganic materials with a direct bandgap exhibiting unique optical properties. The high quantum efficiency of photoluminescence makes nanocrystals or thin films of LHP suitable candidates for the production of light-emitting diodes, solar cells and LCD displays. Their inexpensive and simple fabrication together with their unique optical properties makes LHP one of the most developed materials of the last decade. This diploma thesis aims to study the optical properties of CsPbBr3 perovskite nanocrystals using high lateral resolution methods. CsPbBr3 perovskite nanocrystals show intense anti-Stokes photoluminescence. These nanocrystals can emit light with a lower wavelength than that of the light that causes their photoluminescence. The nanocrystals are prepared in two different ways: by evaporation or by crystallization of the precursor in a solution of dimethylformamide. The morphology, photoluminescence properties and chemical composition of individual nanocrystals are studied. Each nanocrystal is studied individually and its size, shape, photoluminescence properties and chemical compounds are determined, which leads to a deeper understanding of the anti-Stokes photoluminescence of perovskite nanocrystals.

Tato bakalářská práce se zabývá perovskitem CsPbBr3. V práci jsou představeny jeho vlastnosti a různé způsoby přípravy nanostruktur tohoto anorganického perovskitu. Důraz je kladen zejména na fyzikální depozici napařováním pomocí efúzních cel. Jsou zde popsány provedené experimenty, jejichž cílem je příprava nanokrystalů a nanodrátů, a následná analýza jejich morfologie, složení a optických vlastností. Je zde studován vliv elektronového paprsku a dlouhodobé působení vzduchu na optické vlastnosti. Zároveň je zde představen koncept experimentu, jehož výsledkem by mělo být nahrazení olova v perovskitové struktuře cínem., This bachelor thesis deals with the perovskite CsPbBr3. The thesis presents properties and different ways of preparing nanostructures of this inorganic perovskite. The emphasis is placed on physical vapor deposition using effusion cells. The experiments carried out to prepare nanocrystals and nanowires and the subsequent analysis of their morphology, composition and optical properties are described. The effect of the electron beam and long-term exposure to air on the optical properties is studied. Also, the concept of an experiment that should result in the replacement of lead in the perovskite structure by tin is presented.

Tato bakalářská práce se zabývá perovskitem CsPbBr3. V práci jsou představeny jeho vlastnosti a různé způsoby přípravy nanostruktur tohoto anorganického perovskitu. Důraz je kladen zejména na fyzikální depozici napařováním pomocí efúzních cel. Jsou zde popsány provedené experimenty, jejichž cílem je příprava nanokrystalů a nanodrátů, a následná analýza jejich morfologie, složení a optických vlastností. Je zde studován vliv elektronového paprsku a dlouhodobé působení vzduchu na optické vlastnosti. Zároveň je zde představen koncept experimentu, jehož výsledkem by mělo být nahrazení olova v perovskitové struktuře cínem., This bachelor thesis deals with the perovskite CsPbBr3. The thesis presents properties and different ways of preparing nanostructures of this inorganic perovskite. The emphasis is placed on physical vapor deposition using effusion cells. The experiments carried out to prepare nanocrystals and nanowires and the subsequent analysis of their morphology, composition and optical properties are described. The effect of the electron beam and long-term exposure to air on the optical properties is studied. Also, the concept of an experiment that should result in the replacement of lead in the perovskite structure by tin is presented.

Tato práce se zabývá olovnato-halogenidovými perovskity (OHP), novou skupinou materiálů, jež našla své využití v oblastech jako například fotovoltaika a optoelektronika. Potenciál OHP leží v jejich elektronové struktuře a snadno laditelném zakázaném pásu, což má za následek jedinečné fyzikální a funkční vlastnosti. Ke studiu optických vlastností a elektronové struktury OHP využíváme teorie funkcionálu hustoty (DFT). DFT metoda je ab-initio metoda založená na principu minimalizace funkcionálu elektronové hustoty k nalezení základní energie daného systému. DFT metoda společně s hybridními funkcionály byla využita pro získání správné elektronové struktury a hodnoty zakázaného pásu pro krystal CsPbBr3. Teoreticky získaná data byla využita v modelu efektivní hmotnosti k porovnání s fotoluminiscenčními spektry jednotlivých CsPbBr3 nanokrystalů s cílem zjistit energiové hladiny excitonů v závislosti na velikosti a tvaru nanokrystalů., This thesis deals with lead halide perovskites (LHPs), a relatively new group of materials which have found much use in fields such as photovoltaics and optoelectronics. LHPs’ potential lies in their electronic structure and easily tunable band gap, which result in unique physical and functional properties. To study LHPs’ optical properties and electronic structure we employ density functional theory (DFT). The DFT method is an ab-initio method built upon minimization of electron density functional to find the ground state energy of a given system. The DFT method was employed along with the use of hybrid functionals to obtain the correct band structure and band gap of CsPbBr3 bulk. The theoretically obtained data were used in the effective mass model to compare with the photoluminescence emission peaks of individual CsPbBr3 nanocrystals to correctly assess the exciton energy levels based on the nanocrystals’ size, and shape.

Pokročilé nanomateriály vykazují oproti konvenčním materiálům zřetelné zlepšení určitých fyzikálních či funkčních vlastností. Takovými pokročilými materiály jsou například halogenidové olovnaté perovskity (HOP). Jedná se o skupinu hybridních organicko-anorganických materiálů s přímým zakázaným energiovým pásem vykazující unikátní optické vlastnosti. Vysoká kvantová účinnost fotoluminiscence dělá z nanokrystalů nebo tenkých vrstev HOP vhodné kandidáty pro výrobu diod emitujících světlo, solárních článků a LCD displejů. Jejich levná a nenáročná výroba společně s jejich unikátními optickými vlastnostmi činí z HOP jedny z nejrozvíjenějších materiálů posledních deseti let. Cílem této diplomové práce je studium optických vlastností nanokrystalů perovskitu CsPbBr3 pomocí metod s vysokým laterálním rozlišením. Nanokrystaly perovskitu CsPbBr3 vykazují intenzivní anti-Stokesovu fotoluminiscenci. Jsou tak schopny emitovat světlo s nižší vlnovou délkou, než s jakou došlo k vybuzení fotoluminiscence. Příprava nanokrystalů probíhá dvěma různými způsoby: pomocí napařování, nebo krystalizací prekurzoru v roztoku dimetylformamidu. Studována je morfologie, fotoluminiscenční vlastnosti a chemické složení jednotlivých nanokrystalů. Účelem studie je hlubší pochopení anti-Stokesovy fotoluminiscence nanokrystalů HOP a její závislosti na tvaru, velikosti a chemickém složení jednotlivých krystalů., Advanced nanomaterials show a significant improvement in certain physical or functional properties compared to conventional materials. Such advanced materials are, for example, lead halide perovskites (LHP). It is a group of hybrid organic-inorganic materials with a direct bandgap exhibiting unique optical properties. The high quantum efficiency of photoluminescence makes nanocrystals or thin films of LHP suitable candidates for the production of light-emitting diodes, solar cells and LCD displays. Their inexpensive and simple fabrication together with their unique optical properties makes LHP one of the most developed materials of the last decade. This diploma thesis aims to study the optical properties of CsPbBr3 perovskite nanocrystals using high lateral resolution methods. CsPbBr3 perovskite nanocrystals show intense anti-Stokes photoluminescence. These nanocrystals can emit light with a lower wavelength than that of the light that causes their photoluminescence. The nanocrystals are prepared in two different ways: by evaporation or by crystallization of the precursor in a solution of dimethylformamide. The morphology, photoluminescence properties and chemical composition of individual nanocrystals are studied. Each nanocrystal is studied individually and its size, shape, photoluminescence properties and chemical compounds are determined, which leads to a deeper understanding of the anti-Stokes photoluminescence of perovskite nanocrystals.