|
|
Applications of metallic probe for the control of optical processes and near-field imaging
Gallina, Pavel ; Klapetek, Petr (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
The main subject of this master’s thesis are electromagnetic simulations using the finite element method (FEM) to investigate the influence of graphene on tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) and surface-enhanced infrared absorption spectroscopy (SEIRA) and to inspect the sensitivity of the scanning near-field optical microscope (SNOM) probe to the components of electromagnetic field depending on the parameters of the probe (the aperture diameter in the metallic coating). First, the calculation of TERS system composed of a silver tip located above a gold substrate with a thin layer of molecules is carried out to understand the principles of TERS. Then the graphene layer is added on top of the molecules to examine its influence in visible (TERS) and infrared (SEIRA) region of the spectrum. The second part focuses on the calculations of energy flux through a metal coated glass fiber forming a SNOM tip interacting with the near-field of surface plasmon polaritons. Here, we consider a gold layer with four slits arranged in a square pattern on a glass substrate serving as a source of a surface plasmon polariton standing wave with spatially separated maxima of in-plane and out-of-plane electric field components.
|
|
|
Silná vazba v plazmonických anténách
Beneš, Adam ; Křápek, Vlastimil (oponent) ; Kejík, Lukáš (vedoucí práce)
Lokalizované povrchové plazmony vznikající při osvitu kovových nanostruktur koncentrují světlo do velmi malých objemů, kde kterých mohou interagovat s~dalšími nanoobjekty. Tato bakalářská práce je zaměřena na výrobu kovových plazmonických struktur vhodných pro vznik silné vazby s~emitory ve viditelné oblasti spektra. Takovými emitory jsou například molekuly barviva nebo polovodičové kvantové tečky. Po teoretickém úvodu se práce zaměřuje na popis a~přehled systémů se silnou vazbou. Následně je popsán proces výroby a~charakterizace plazmonických antén. V~práci jsou shrnuty různé způsoby umístění vazebných prvků do blízkosti antén, studován je vliv depozičních parametrů a~jsou diskutována spektroskopická měření provedená na těchto systémech. Poslední část je věnována simulacím silné vazby metodou FDTD.
|
|
|
Numerická optimalizace absorpce plazmonických struktur ve střední infračervené oblasti
Kulič, Martin ; Křápek, Vlastimil (oponent) ; Kvapil, Michal (vedoucí práce)
Plazmonické nanostruktury mají dnes již mnohaletou historii aplikace v senzorických a spektroskopických metodách. V této práci je nejprve představena historie, aplikace a parametry nanostruktur ve spektroskopii. Poté je pomocí numerických simulací v programu Lumerical FDTD Solutions zkoumán vliv plazmonických antén na absorpci energie v tenké vrstvě oxidu křemičitého, nitridu křemičitého a oxynitridu křemíku různých tlouštěk a na závěr je provedena numerická demonstrace využití infračervených antén ve spektroskopii.
|
|
|
Plazmonický bleskosvodný jev
Řepa, Rostislav ; Konečná, Andrea (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá experimentálním a teoretickým výzkumem plazmonického bleskosvodného jevu. Vliv křivosti povrchu plazmonické antény na zesílení elektromagnetického pole při excitacích lokalizovaných povrchových plazmonů je studován pomocí spektroskopie energiových ztrát elektronů. V první kapitole je popsán teoretický základ založený na interakcích mezi elektromagnetickým polem a vodivostními elektrony v kovech. Dále jsou představeny použité experimentální a teoretické metody, které zahrnují výrobní proces plazmonických antén či průběh numerických simulací. Pozorované rezonance lokalizovaných povrchových plazmonů jsou charakterizovány se spektrálním a prostorovým rozlišením. Teoretické výpočty ztrátových spekter jsou srovnány s naměřenými spektry a je vyhodnoceno zesílení pole vlivem křivosti plazmonické antény.
|
|
|
Plasmonic antennas for high wavelengths
Beneš, Adam ; Chvátal, Lukáš (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
This master's thesis deals with properties of plasmonic antennas for high wavelengths. Resonant properties of individual antennas as well as periodical arrays of the antennas are described. The work utilizes numerical simulations of magnetic field enhancement produced in the near field of antennas. This enhancement might increase a signal of high-frequency electron paramagnetic resonance (HFEPR). The average enhancement is quantified using antennas of various shapes. The author optimizes the shape of frequently used plasmonic antennas but designs new one as well. A significant part of the thesis also tries to distinguish phenomena that contribute to overall magnetic field enhancement while using double transmission HFEPR measurement setup.
|
|
|
Zobrazení magnetického pole plazmonických antén založené na Babinetově principu
Špičáková, Tereza ; Horák, Michal (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá plazmonickými anténami a elektromagnetickým polem povrchových plazmonových polaritonů. V první kapitole nahlédneme do teorie elektromagnetického pole a elektromagnetické vlny spojené s rozhraním kovu a dielektrika a objasníme Babinetův princip. V další části práce popíšeme postup výroby plazmonických antén pomocí Kaufmanova iontového zdroje a fokusovaného iontového svazku. Navážeme teoretickým popisem spektroskopie energiových ztrát elektronů a jejího použití pro charakterizaci optické odezvy struktur. V poslední části uvedeme principy zpracování dat z měření a závěry, které lze z těchto dat vyvodit. Dále rozebereme meze platnosti Babinetova principu a s~jeho pomocí zobrazíme magnetické pole antén. Na závěr popíšeme možnosti počítačové simulace tohoto problému.
|
|
|
Modelování spekter energiových ztrát elektronů nanostruktur oxidu vanadičitého
Kabát, Jiří ; Křápek, Vlastimil (oponent) ; Konečná, Andrea (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá charakterizací optických módů v nanostrukturách z oxidu vanadičitého (VO2), zejména jejich studiem za pomoci numerických simulací spektroskopie energiových ztrát elektronů (EELS). Mezi studované optické módy patří plazmony, fonony a Mieho rezonance, pro něž je provedena rešerše. VO2 prodělává fázovou přeměnu při překročení teploty přibližně 67 °C z izolující fáze na kovovou fázi. Tato fázová přeměna je také spjata s velkou změnou optických vlastností nabízející potenciální využití v oboru nanofotoniky. Hlavní část práce je věnována numerickým simulacím, které byly nejprve provedeny pro tenkou vrstvu VO2 a následně pro VO2 nanočástice. V nanočásticích v kovové fázi byly v simulacích pozorovány energiové ztráty elektronů způsobené plazmony a lokalizovanými povrchovými plazmony, jež byly charakterizovány a vykresleny za pomocí prostorově závislých EELS map. V nanočásticích v izolující fázi byly pozorovány ztráty způsobené fononovými excitacemi a také absorpcí. Pro některé geometrie nanočástic se zde však také objevily ztráty, které by potenciálně mohly souviset s excitacemi Mieho rezonancí.
|
|
|
Luminiscence polovodičů studovaná rastrovací optickou mikroskopií v blízkém poli
Těšík, Jan ; Klapetek, Petr (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na studium luminiscence atomárně tenkých vrstev chalkogenidů přechodných kovů (např. sulfid molybdeničitý MoS2). V experimentální části se věnuje připravě atomárně tenké vrstvy polovodivých chalkogenidů a následné tvorbě plazmonových interferenčních struktur okolo těchto vrstev. Při osvitu interferenční struktury v ní dojde k vytvoření stojaté plazmonové vlny, která budí fotoluminiscenci polovodiče. Fotoluminiscence byla studována jednak pomocí spektroskopie ve vzdáleném poli, jednak pomocí optické mikroskopie v blízkém poli.
|
|
|
Kvantový popis superzářivosti emitorů s plazmonicky zprostředkovanou interakcí
Olivíková, Gabriela ; Chvátal, Lukáš (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
Superzářivost je zesílení rychlosti spontánní emise, které má původ ve vzájemné vazbě mezi emitory. Tato práce se zabývá superradiancí skupiny emitorů, které jsou vzájemně vázány skrz plazmonickou nanočástici. Plasmonem zprostředkovaná superzářivost se projevuje výraznějším zesílením rychlosti spontánní emise, jelikož plazmonická částice poskytuje další možnost pro vyzáření energie. V rámci práce jsme vytvořili kvantový model systému emitorů vázaných k plazmonické částici, který nám umožňuje rozlišit mezi náhodným rozfázováním emitorů a jejich rekombinací. Práce ukazuje, že náhodné rozfázování může porušit kooperativní chování emitorů, které vede k superradianci. Dále je v práci popsán efekt přímé vzájemné vazby mezi emitory na časový vývoj systému v závislosti na jeho konfiguraci a jsou stanoveny podmínky, při kterých systém vyzařuje výrazně pomaleji právě z důvodu přímé vzájemné vazby.
|
|
| |
host ::
RSS.