|
|
Korelativní měření katodoluminiscence za použití technik SEM a SPM
Černek, Ondrej ; Knápek, Alexandr (oponent) ; Spousta, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá kombinovaným použitím techník SEM a SPM za použitia optického vlákna, ktoré slúži k zberu katódoluminiscenčného signálu v tesnej blízkosti vzorky. Práca taktiež obsahuje rešeršnú časť, v ktorej je uvedený popis CPEM techniky, ďalej sú uvedené použité techniky potrebné pre úpravu optického vlákna, teoretický úvod do katódoluminiscencie a zaužívané techniky pre jej meranie. V praktickej časti sú diskutované získané výsledky meraní a problémy, ktoré nastali počas procesu úpravy optického vlákna, jeho použití ako sondy SPM a pri samotnom meraní materiálov vykazujúcich katódoluminiscenciu.
|
|
| |
|
|
Electron microscopy and spectroscopy in plasmonics
Horák, Michal ; Krenn, Joachim (oponent) ; Shegai, Timur (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis deals with electron and ion beam techniques for fabrication and characterization of plasmonic nanostructures. Analytical electron microscopy focusing on applications in the field of plasmonics is discussed. The emphasis is given to electron energy loss spectroscopy (EELS) and cathodoluminescence. Further, fabrication of plasmonic samples for transmission electron microscopy is introduced while the aim is put at focused ion beam lithography and at sample preparation using chemically synthesized particles in water solution. The main research results are divided into four parts. The first part covers a comparative study of plasmonic antennas fabricated by electron beam and focused ion beam lithography. While both techniques are suitable for the fabrication of plasmonic antennas, electron beam lithography shall be prioritized over focused ion beam lithography due to better quality of the resulting antennas and considerably stronger plasmonic response in EELS. Antennas fabricated by focused ion beam lithography have slightly dull edges, exhibit pronounced thickness fluctuation, and they are also strongly contaminated not only by organic contaminants, but also by residues of FIB milling including implanted milling ions and atoms of a titanium adhesion layer. In the second part, Babinet's principle of complementarity for plasmonic nanostructures is investigated on a set of gold disc-shaped antennas and complementary apertures in a gold layer with various diameters. The complementarity is confirmed for fundamental plasmon properties such as resonance energies, but differences rising from the limited validity of Babinet's principle are found, for example, for the spatial distribution of the near-field of plasmon polaritons. The third part summarizes a study of nanostructures with functional properties related to the local enhancement of electric and magnetic field. Bow-tie and diabolo plasmonic antennas, both in the form of particles and in the form of apertures, exhibit particularly strong local field enhancement. Our study identifies several modes of localized surface plasmons in these antennas and characterizes their properties including mode energy, near field electric and magnetic field distribution, and the qualitative distribution of charge nodes and current associated with electron gas oscillations. Next, we have studied mode energy tunability in near infrared and visible spectral regions and focused on Babinet's complementarity between direct and inverted antennas. The last part is focused on silver amalgam, which is a novel and very prospective plasmonic material. By changing the size of silver amalgam nanostructures their plasmon resonance can be tuned from ultraviolet through the whole visible to infrared region. As silver amalgam is well investigated in the field of electrochemistry, silver amalgam nanoparticles opens a possibility to combine plasmonics and electrochemistry together.
|
|
|
Babinet principle for plasmonic antennas: complementarity and differences
Horák, M. ; Křápek, V. ; Hrtoň, M. ; Metelka, O. ; Šamořil, T. ; Stöger-Pollach, M. ; Paták, Aleš ; Šikola, T.
Plasmonics deals mainly with surface plasmon polaritons (SPP), which are collective oscillations of free electrons at metal-dielectric interfaces connected with the local electromagnetic field. When SPP are spatially restricted to a metallic nanoparticle, we talk about localized surface plasmons (LSP). LSP resonances can be characterized with an excellent spectral and spatial resolution by electron energy loss spectroscopy (EELS) and cathodoluminescence. Both techniques utilize an electron beam that interacts with the metallic nanoparticle and excites the LSP resonances. EELS measures the energy transferred from electrons to the LSP and cathodoluminescence deals with the light which the LSP emit during their decay. Babinet principle, originating in the wave theory of light and analysis of diffraction, relates the optical response of apertures in thin films and their complementary particle analogues. According to the Babinet principle, LSP in complementary particles and apertures have identical resonance energies and their near fields are closely linked: the electric field distribution of a specific in-plane polarization for an aperture corresponds to the magnetic field distribution of a perpendicular polarization for a particle.
|
|
|
Determination of geological provenance by cathodoluminescence spectroscopy of apatites and carbonates
Pánik, Róbert ; Matějka, Dobroslav (vedoucí práce) ; Ježek, Josef (oponent) ; Skála, Roman (oponent)
Tato práce představuje novou metodu pro určování geologické provenience pomocí statistické analýzy katodoluminiscenčních spekter mramorů a karbonátových hornin z různých lokalit Českého masivu. Analýza je založena na kombinaci dat ze sedmi různých způsobů určování podobnosti spekter a poskytuje robustnější výsledky než přístup založený pouze na jedné metodě. Tyto výsledky je možné dále vylepšit pomocí metaanalýzy, která vyhodnocuje chování spekter v průběhu jednotlivých kroků analýzy. Analýza byla provedena jak na původních katodoluminiscenčních spektrech, tak na reziduálních spektrech u kterých byla zvýšena relativní variabilita odstraněním Gaussovského trendu přítomného ve všech spektrech karbonátů. Kombinací výsledků analýz a metaanalýz originálních i reziduálních spekter bylo možné téměř jednoznačně určit provenienci vzorků ze všech studovaných lokalit. Jako doplňková metoda pro klasifikaci spekter bylo použito aglomerativní hierarchické shlukování. Ze 72 různých způsobů výpočtu shlukování byl na základě počtu správně klasifikovaných spekter vybrán nejvhodnější způsob pro originální i reziduální data. Druhá část této práce představuje analýzu katodoluminiscenčních spekter apatitů z různých hornin zahrnujících granit, gabro, durbachit, ryolit, pararulu, kvarcit a granulit. Další analyzované...
|
|
|
Metodika určování provenience přírodního kamene – pískovce – exaktními laboratorními metodami
Přikryl, Richard ; Weishauptová, Zuzana ; Přikrylová, Jiřina
Metodika se zabývá hlavními postupy a analytickými rozbory, které lze využít k petrografickému a geochemickému popisu pískovců, který poté slouží k určování jejich provenience. V metodice je diskutován rozsah použití jednotlivých metod pro popis pískovců a současné možnosti jejich petrografické klasifikace. Certifikovaná metodika je určena pro oblast památkové péče, která využívá výsledků materiálových rozborů objektů kulturního dědictví – sochařských výtvarných děl, architektonických prvků a staveb, zhotovených z pískovců. Výsledky, dosažené pomocí postupy, navrženými v této metodice by měly přispět: (1) ke zpřesnění znalostí o tomto typu sochařského a stavebního materiálu; (2) ke sjednocení postupů, používaných při klasifikaci pískovců; (3) k nalezení zdrojové lokality či alespoň oblasti, z níž byl přírodní kámen (pískovec) odebírán; (4) k hledání vhodného náhradního typu pískovce při nutnosti výměny; (5) k poznání vhodných postupů při restaurování pískovce. Oblast využití této metodiky je tedy při předrestaurátorských materiálových průzkumech památek, na nichž byl použit příslušný typ přírodního kamene, tedy pískovec. Metodika je určena širšímu okruhu specialistů, kteří se podílejí na předrestaurátorských materiálových průzkumech památek. Jedná se nejen o specialisty – geology, kteří provádějí samotný rozbor přírodního kamene z památek, ale též specialisty, kteří rozbor zadávají a kteří výsledky průzkumu potřebují pro volbu vhodné strategie restaurování – tedy restaurátory a technology. Těmto specializacím by metodika měla posloužit při formulování požadavků na typ rozboru a při interpretaci jeho výsledků. Metodika byla certifikována dne 18. 8. 2016, Osvědčení č. 143 (č.j. MK 53116/2016 OVV; sp. zn. MK-S 6346/2016 OVV).
Plný text:  PDF; PDF
|
|
|
New detectors for low-energy BSE
Lalinský, Ondřej ; Schauer, Petr ; Kučera, M. ; Hanuš, M. ; Lučeničová, Z.
Backscattered electrons (BSE) are mostly used to study the specimen’s topography. Nowadays, low energy (units of keV) electron beam imaging is often necessary for example for the research of nanomaterials, biomaterials or semiconductors. Because BSE detectors are mostly non-accelerating or low-accelerating, electrons with approximately the same energy as primary beam (PB) have to be detected. Therefore, BSE detectors need to become optimized for such low-energy electrons. For the scintillation detectors, the biggest problem probably lies in the scintillator. Semiconductor detectors aren’t studied in this work. Cerium activated bulk single crystals of yttrium aluminium garnet (YAG:Ce)Ce(X):Y(3-X)Al(5)O(12) are widely used as scintillators for the detection of high-energy backscattered electrons (BSE). However, commonly used YAG:Ce single crystal strongly loses its light yield (LY) with the decrease of the PB energy. As possible available alternatives for this application, bulk single crystals of yttrium aluminium perovskite (YAP:Ce) Ce(x)Y(1-X)AlO(3) and CRY018 can be predicted. However, similar LY drop can be expected also with these scintillators.
|
|
|
Materiálový rozbor přírodního kamene – sedimentárních a krystalických vápenců („mramorů“) – exaktními laboratorními metodami jako nástroj ke stanovení zdrojové oblasti
Přikryl, Richard ; Šťastná, Aneta ; Kozlovcev, Petr ; Přikrylová, Jiřina ; Zamrazilová, Lenka
Metodika se zabývá hlavními postupy a analytickými rozbory, které lze využít k petrografickému a geochemickému popisu sedimentárních vápenců a mramorů, který poté slouží k určování jejich provenience. V metodice je diskutován rozsah použití jednotlivých metod pro popis sedimentárních a krystalických vápenců („mramorů“) a současné možnosti jejich petrografické klasifikace. Předkládaná metodika je určena pro oblast památkové péče, která využívá výsledků materiálových rozborů objektů kulturního dědictví – sochařských výtvarných děl, architektonických prvků a staveb, zhotovených ze sedimentárního nebo krystalického vápence. Výsledky, dosažené pomocí postupů, navržených v této metodice by měly přispět: (1) ke zpřesnění znalostí o materiálu; (2) ke sjednocení postupů, používaných při klasifikaci vápenců a mramorů; (3) k nalezení zdrojové lokality či alespoň oblasti, z níž byl přírodní kámen (vápenec a mramor) odebírán; (4) k hledání vhodného náhradního typu vápence nebo mramoru při nutnosti výměny; (5) k poznání vhodných postupů při restaurování objektů ze sedimentárního nebo krystalické vápence. Oblast využití této metodiky je tedy při předrestaurátorských materiálových průzkumech památek, na nichž byl použit příslušný typ přírodního kamene, tedy vápenec nebo mramor. Předložená metodika je určena širšímu okruhu specialistů, kteří se podílejí na předrestaurátorských materiálových průzkumech památek, nebo rozbor zadávají, či výsledky průzkumu potřebují pro volbu vhodné strategie restaurování. Metodika byla certifikována dne 28. 5. 2015, Osvědčení č. 34(č.j. MK 3363/2015 OVV; sp. zn. MK-S 115/2015 OVV).
Plný text: PDF; PDF
|
|
|
Materiálový rozbor přírodního kamene – opuky – exaktními laboratorními metodami jako nástroj ke stanovení zdrojové oblasti
Přikryl, Richard ; Šťastná, Aneta ; Přikrylová, Jiřina ; Zamrazilová, Lenka ; Weishauptová, Zuzana
Metodika se zabývá hlavními postupy a analytickými rozbory, které lze využít k petrografickému popisu opuk, který poté slouží k určování jejich provenience. V metodice je diskutován rozsah použití jednotlivých metod pro popis opuk a současné možnosti jejich petrografické klasifikace. Metodika je určena pro oblast památkové péče, která využívá výsledků materiálových rozborů objektů kulturního dědictví – sochařských výtvarných děl, architektonických prvků a staveb, zhotovených z opuky. Výsledky, dosažené pomocí postupů, navržených v této metodice by měly přispět: (1) ke zpřesnění znalostí o materiálu; (2) ke sjednocení postupů, používaných při klasifikaci opuk; (3) k nalezení zdrojové lokality či alespoň oblasti, z níž byl přírodní kámen (opuka) odebírán; (4) k hledání vhodného náhradního typu opuky při nutnosti výměny; (5) k poznání vhodných postupů při restaurování objektů z opuky. Oblast využití této metodiky je tedy při předrestaurátorských materiálových průzkumech památek, na nichž byl použit příslušný typ přírodního kamene, tedy opuka. Předložená metodika je určena širšímu okruhu specialistů, kteří se podílejí na předrestaurátorských materiálových průzkumech památek, nebo rozbor zadávají, či výsledky průzkumu potřebují pro volbu vhodné strategie restaurování. Metodika byla certifikována dne 28. 5. 2015, Osvědčení č. 33 (č.j. MK 3363/2015 OVV; sp. zn. MK-S 115/2015 OVV).
Plný text: PDF; PDF
|
|
|
Performance of YAG:Ce Scintillators for Low-Energy Electron Detectors in S(T)EM
Lalinský, Ondřej ; Bok, Jan ; Schauer, Petr ; Frank, Luděk
Cerium activated single crystals of yttrium aluminium garnet (YAG:Ce) Y3-xCexAl5O12 are widely used as scintillators in electron detectors for S(T)EM. Nowadays, it is sometimes necessary to detect low-energy electrons without post-acceleration. In such cases, extremely sensitive detectors are required that are able to detect even electrons with energies of only hundreds of eV while avoiding charging of the scintillator surface. However, commonly used scintillators strongly lose their light yield with the decrease of the incident electron energy. Moreover, a thinner conductive layer on the scintillator surface has to be used to allow low-energy electrons to pass through. Possible charging of the surface negatively affects its cathodoluminescence (CL) light yield. The low-energy electron excitation takes place closer to the scintillator surface where damage can be expected owing to its preparation, which also reduces the CL light yield. The aim was to study the influence of the scintillator and its conductive layer on the low-energy electron detection efficiency.
|
host ::
RSS.