|
|
Plasmonics of non-noble metals
Foltýn, Michael ; Kejík, Lukáš (referee) ; Horák, Michal (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá možnostmi použití neušlechtilých kovů v plazmonice. Provedl jsem numerické simulace plazmonických vlastností různých neušlechtilých kovů a na základě dosažených výsledků jsem za materiál studovaný v této práci zvolil bismut. Vyrobil jsem bismutové plazmonické antény za pomoci litografie fokusovaným iontovým svazkem z bismutových polykrystalických vrstev deponovaných magnetronovým naprašováním. Byly vyrobeny tři typy plazmonických antén, tyčinkovité anténky o šířkách 40 a 80 nm a antény typu bowtie s 20 nm širokou mezerou mezi křidélky antény. Studoval jsem plazmonové rezonance v těchto anténách za pomocí spektroskopie energiových ztrát elektronů a shledal jsem bismut dobrým plazmonickým materiálem, který má potenciál stát se levnější alternativou k doposud používanějšímu zlatu, která navíc nabízí širší interval použitelných vlnových délek. Dále jsem syntetizoval monokrystalické bismutové nanočástice za pomocí pyrolýzy octanu bismutitého a otestoval a porovnal různé čistící metody vyžadované pro odstranění vrstev surfaktantů z povrchu vyrobených nanočástic. Studoval jsem plazmonové rezonance těchto nanočástic a našel metodu pro měření energiových ztrát elektronů z nanočástic obklopených tlustou vrstvou kontaminantů.
|
|
|
Nanostructures for advanced plasmonic applications
Kejík, Lukáš ; Brzobohatý,, Oto (referee) ; Dostálek,, Jakub (referee) ; Šikola, Tomáš (advisor)
Plazmonika, charakterizovaná spojením oscilací volných elektronů v kovech s elektromagnetickými vlnami, se dostala do popředí s pokroky v nanotechnologiích. Tato synergie vede k pozoruhodným vlastnostem objektů v nanoměřítku, vyznačujících se lokalizovaným a zesíleným elektromagnetickým polem. Tyto vlastnosti umožňují širokou škálu aplikací nanostruktur, zahrnujících biodetekci, zesilování emise, získávání solární energie a náhrazování optických komponent. Tato dizertační práce je zaměřena na aplikace plazmonických nanostruktur, primárně na plošné optické komponenty známé jako metapovrchy. Kromě toho zkoumá jejich použití ve fotokatalytických aplikacích, využívajících energetické horké nosiče náboje generované prostřednictvím plazmoniky. Dizertační práce začíná úvodem do teoretických základů plazmoniky, zdůrazněním klíčových parametrů řídících plazmonické vlastnosti a přehledem jejích nejpřesvědčivějších aplikací. Následně obsahuje čtyři experimentální části, které ukazují využití plazmonických nanostruktur pro různé účely, včetně ovládání fáze světla, dynamických metapovrchů, zkoumání efektů vnitřní krystalinity a využití horkých nosičů náboje ve fotoelektrochemických systémech. Tyto studie spojuje využití pokročilých nebo méně konvenčních materiálů, jako je oxid vanadičný nebo dichalkogenidy přechodných kovů, v oblasti plazmoniky a nanotechnologií.
|
|
|
Strong coupling in plasmonic antennas
Beneš, Adam ; Křápek, Vlastimil (referee) ; Kejík, Lukáš (advisor)
Localized surface plasmons generated by ilumination of metallic nanostructures focuses light into nanoscale regions where it can interacts with other nanoobjects nearby. This bachelor's thesis focuses on fabrication of plasmonic antennas suitable for strong coupling with non-conductive or semiconductor nanostructures such as dye molecules or quantum dots in visible range. At first we put forward some theoretical background and summary of strong coupling systems. In the main section we describe process of fabrication and characterization of plasmonics antennas as well as deposition methods for emitors. Lastly, we study interactions in our systems using spectroscopic measurements and strong coupling is realized using FDTD simulations.
|
|
|
Influence of a composition of hybridization mixtures on fluorescence intensity during the in-situ hybridization
Janíček, Tomáš ; Kejík, Lukáš (referee) ; Vojtěch,, Hudzieczek (advisor)
Fluorescenční in situ hybridizace (FISH) je široce používaná metoda pro detekci určité sekvence DNA na chromozomech. Cílem práce je porovnání tří různých chemických sloučenin (formamidu, ethylenkarbonátu a sodných kationtů) používaných ve směsích pro in situ hybridizaci. Složení těchto směsí ovlivňuje renaturaci DNA a je důležité porovnat jejich fyzikální vlastnosti. Práce je rozdělena do dvou hlavních částí. První část se zabývá otázkou termodynamických parametrů používaných pro experimenty FISH, jako je teplota tání, entalpie přechodu DNA ze dvoušroubovice na vlákno nám dává přehled o energii potřebné k tomto přechodu a interakcích mezi bázemi a každou složkou směsi. Kromě toho hodnoty entropie určují poř uvnitř směsi - systém DNA. Druhá část porovnává intenzitu fluorescenčního signálu při optimalizovaných teplotách tání sondy použité pro in situ hybridizaci. Jako sonda byla použita sub-telomerní repetice X43.1, která je umístěna na Y chromozomu rostlinného modelového organismu Silene latifolia. Směs obsahující formamid má nejlepší výkon při delším postupu hybridizace, zatímco ethylenkarbonát poskytuje vyšší intenzitu signálu, a proto je vhodnější pro rychlé FISH protokoly.
|
|
|
Application of metal and semiconductor nanostructures for biodetection
Kejík, Lukáš ; Skládal, Petr (referee) ; Kolíbal, Miroslav (advisor)
The master’s thesis deals with two applications of gold discoidal nanostructures exhibiting plasmon resonance for biodetection. The first approach considers the detection of changes in the phase on plasmonic antennas using coherence-controlled holography microscope. It was found that the steepness of the phase is increasing with the illumination wavelength when plasmon resonance is excited in larger antennas. The sensitivity of the phase to refractive-index changes of the surrounding media was observed when the largest response was given by antennas in resonance with wavelength of illumination. Next part deals with plasmon resonance detection by means of optical spectroscopy combined with voltametry which characterizes the electrochemical activity. Changes in resonance wavelength induced by the presence of SSC buffer were observed, although this influence seems to diminish in time. Conducted experiments have also shown that oxygen-plasma cleaning is not suitable for sample surface cleaning because of oxidation of metals including gold as well.
|
|
|
Optical characterization of perovskite via time-resolved spectroscopy
Schlor, Michal ; Kejík, Lukáš (referee) ; Dvořák, Petr (advisor)
This bachelor’s thesis deals with experimental optical characterization of modern organic-anorganic perovskites, which are promised to improve the technology of photovoltaic cells for solar panels soon. Photovoltaic cells based upon these materials bring not only higher efficiency of solar panels, but also relatively simple and cheap manufacture. The first part of this thesis consists of basic structural qualities of perovskites as well as an overview of spectroscopic methods used to examine the properties of perovskites, especially their strong narrow–band photoluminiscence. The second part consists of characterizations of MAPbBr3, FAPbBr3 and MAPbI3 samples based on their photoluminiscence properties.
|
|
| |
|
|
Arrays of plasmonic nanostructures made of phase-change materials
Kepič, Peter ; Kejík, Lukáš (referee) ; Ligmajer, Filip (advisor)
Kryštálovú štruktúru materiálov s fázovou premenou dokážeme meniť dodaním vonkajšej energie, čo má za následok zmenu ich elektrických alebo magnetických vlastností. Hoci sa tento efekt ovládania plazmonických rezonancií v nanofotonike využíva, dva materiály zvolené v tejto práci — oxid vanadičitý (VO2) a zliatina železa a ródia (FeRh) — neboli zatiaľ dostatočne preskúmané. Plazmonické rezonancie môžu byť charakterizované ako rezonancie electromagnetického poľa v kovovvých nanoštruktúrach. Týmito nanoštruktúrami sme dokonca schopní ovládať svetlo. Na začiatku tejto práce sa venujeme optimalizovaniu procesu elektrónovej litografie pre výrobu 50nm vysokých kovových nanodiskov s priemermi 40–200nm. V druhej časti skúmame optickú odozvu zlatých nanodiskov, aby sme lepšie pochopili povahu plazmonických rezonancií a interakcií medzi nimi. V poslednej časti sa venujeme optimalizácii výroby polykryštalického VO2 a meraniam optických odoziev VO2 a FeRh nanodiskov počas ich fázovej premeny. Pri meraní VO2 nanodiskov v dielektrickej fázi sme pozorovali Mieho rezonancie. Tieto nanodisky sa majú potenciál chovať ako laditeľné plazmonické štruktúry, ktorých Mieho rezonancie v dielektrickej fázy VO2 sa menia na plazmonické rezonancie v kovovej fázy. Počas merania FeRh nanodiskov sme pozorovali plazmonické rezonancie vo viditeľnom spektre. Tieto rezonancie môžu byť použité na zníženie energie potrebnej na prechod FeRh z anti-feromagnetickej do feromagnetickej fázy.
|
|
|
Fabrication of plasmonic antennas for analytical transmission electron microscopy by focused ion beam lithography
Foltýn, Michael ; Kejík, Lukáš (referee) ; Horák, Michal (advisor)
This bachelor thesis is focused on sputtering of thin gold layers and manufacturing of plasmonic antennas using focused ion beam lithography. I optimised the process of sputtering of gold layers by ion beam assisted deposition. Furthermore, I optimised processes connected to manufacturing of plasmonic antennas by focused ion beam lithography. I sputtered thin gold layers 20, 30 and 40 nm thick by various deposition rates. In terms of grain size, the best layers were those deposited with rate of 2 /s. From view of crystallographic composition, the best results were achieved by using deposition rates of 0.2 and 3 /s. I made 3 types of antennas. Rod shaped antennas of 240 nm in length and widths of 40 and 80 nm, and bowtie antenna with 20 nm gap in between its wings. I further optimised parameters of ion etching for each thickness and deposition rate of sputtered layers used for creating antennas mentioned before. The highest quality of antennas was achieved when using layers 20 and 40 nm thick. For manufacturing of bowtie antennas however, layers of all thicknesses deposited by rate of 3 /s were optimal. I discovered, that for layers deposited with rate of 2 /s a lot of redeposited material got sputtered back on to antennas, which can bring the diameters of antennas closer to the desired value at least in one axis.
|
|
|
Fabrication of plasmonic antennas for analytical transmission electron microscopy by focused ion beam lithography
Foltýn, Michael ; Kejík, Lukáš (referee) ; Horák, Michal (advisor)
This bachelor thesis is focused on sputtering of thin gold layers and manufacturing of plasmonic antennas using focused ion beam lithography. I optimised the process of sputtering of gold layers by ion beam assisted deposition. Furthermore, I optimised processes connected to manufacturing of plasmonic antennas by focused ion beam lithography. I sputtered thin gold layers 20, 30 and 40 nm thick by various deposition rates. In terms of grain size, the best layers were those deposited with rate of 2 /s. From view of crystallographic composition, the best results were achieved by using deposition rates of 0.2 and 3 /s. I made 3 types of antennas. Rod shaped antennas of 240 nm in length and widths of 40 and 80 nm, and bowtie antenna with 20 nm gap in between its wings. I further optimised parameters of ion etching for each thickness and deposition rate of sputtered layers used for creating antennas mentioned before. The highest quality of antennas was achieved when using layers 20 and 40 nm thick. For manufacturing of bowtie antennas however, layers of all thicknesses deposited by rate of 3 /s were optimal. I discovered, that for layers deposited with rate of 2 /s a lot of redeposited material got sputtered back on to antennas, which can bring the diameters of antennas closer to the desired value at least in one axis.
|
guest ::
