|
|
Plasmonics of non-noble metals
Foltýn, Michael ; Kejík, Lukáš (oponent) ; Horák, Michal (vedoucí práce)
This master’s thesis investigates the possibilities of non noble metals in plasmonics. I have numerically calculated the expected plasmonic properties of various non noble metals and based on the results chose bismuth as the material of focus. I fabricated bismuth plasmonic antennas by focused ion beam lithography of polycrystalline bismuth layers deposited by magnetron sputtering. Three types of plasmonic antennas have been fabricated, barshaped antennas with widths of 40 and 80 nm and bowtie antennas with a 20 nm wide gap between their wings. I analysed the plasmonic properties of the fabricated antennas by electron energy loss spectroscopy and found bismuth a good plasmonic material. Furthermore, bismuth proved to be a costeffective alternative to gold, offering a broader range of usable wavelengths. Additionally, I synthesised monocrystalline bismuth nanoparticles by pyrolysis of bismuth acetate and tested various cleaning methods needed for removal of surfactant layers from their surface. I examined the plasmon resonances in the synthesised nanospheres and found an optimal method for collecting electron energy loss spectra of nanoparticles surrounded with thick layer of contaminants.
|
|
|
Nanostructures for advanced plasmonic applications
Kejík, Lukáš ; Brzobohatý,, Oto (oponent) ; Dostálek,, Jakub (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Plasmonics, characterized by the coupling of free electron oscillations in metals with electromagnetic waves, has come to the forefront with advancements in nanotechnology. This synergy results in remarkable properties of nanoscale objects, characterized by confined and enhanced electromagnetic fields. These features pave the way for a wide array of nanostructure applications, spanning biosensing, emission enhancement, solar energy harvesting, and optical component substitution. This dissertation is centered on the application of plasmonic nanostructures, primarily focusing on planar optical components known as metasurfaces. Additionally, it explores their use in photocatalytic applications, harnessing the energetic hot charge carriers generated through plasmonics. The dissertation begins with an introduction to the theoretical foundations of plasmonics, highlighting key parameters governing plasmonic properties and providing an overview of its most compelling applications. Subsequently, it comprises four experimental sections which show the utilization of plasmonic nanostructures for various purposes, including the phase of light control, dynamic metasurfaces, investigations of inner crystallinity effects, and the utilization of hot charge carriers in photoelectrochemical systems. These studies share a common theme of employing advanced or less conventional materials, such as vanadium dioxide or transition metal dichalcogenides, within the realms of plasmonics and nanotechnology.
|
|
|
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.
|
|
|
Influence of a composition of hybridization mixtures on fluorescence intensity during the in-situ hybridization
Janíček, Tomáš ; Kejík, Lukáš (oponent) ; Vojtěch,, Hudzieczek (vedoucí práce)
Fluorescence in situ hybridization (FISH) is widely used method for detection of certain DNA sequence on the chromosomes. The goal of this thesis is a comparison of three different chemical compounds (formamide, ethylene carbonate and sodium cations) used in mixtures for in situ hybridization. All three mentioned compoundsi nfluence renaturation of DNA and it is interesting to compare their physical properties. This thesis is split into two major parts. First part deals with question of thermodynamic parameters used for FISH experiments, such as melting temperature. Determining enthalpy of helix-coil transition give us insight about newly established bounds between bases and each mixture composition. In addition, entropy values determine the order inside mixture – DNA system. Second part compares optimized probe melting temperatures used for in situ hybridization and obtained mean fluorescence signal intensity. As a probe was used sub-telomeric X43.1 repeat, which is located on the Y-chromosome of plant model organism Silene latifolia. The mixture containing formamide has the best performance during longer hybridization procedure, whereas ethylene carbonate yielded higher signal intensity and therefore it is more suitable for fast FISH protocols.
|
|
|
Použití kovových a polovodičových nanostruktur pro biodetekci
Kejík, Lukáš ; Skládal, Petr (oponent) ; Kolíbal, Miroslav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá dvěma způsoby aplikace zlatých diskových nanostruktur vykazujících plazmonové rezonance pro biodetekci. První část se týká detekce změny fáze na plazmonických anténách pomocí koherencí řízeného holografického mikroskopu. Bylo zjištěno, že změna fáze se zvýrazňuje s rostoucí vlnovou délkou osvitu, kdy je buzena plazmonová rezonance na anténách větších rozměrů. Dále byla prokázána citlivost fáze na změnu indexu lomu okolního prostředí, přičemž největší fázová změna nastala pro antény v rezonanci s vlnovou délkou osvitu. Druhá část práce se týká kombinace optické spektroskopie detekující plazmonové rezonance a voltametrie charakterizující elektrochemickou aktivitu. V této části byl pozorován postupný posuv rezonanční vlnové délky v přítomnosti SSC pufru, avšak tento vliv je s časem stále menší. Provedené experimenty také ukázaly nevhodnost užití kyslíkového plazmatu k čištění povrchu vzorku, protože způsobuje oxidaci kovů včetně zlata.
|
|
|
Optická charakterizace perovskitů pomocí časově rozlišitelné spektroskopie
Schlor, Michal ; Kejík, Lukáš (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá experimentální optickou charakterizací moderních organicko–anorganických perovskitů, které slibují brzký posun v technologii fotovoltaických článků pro solární panely. Fotovoltaické články na bázi těchto materiálů přináší levnou a jednoduše vyrobitelnou alternativu s dobrou účinností oproti konvenčním solárním článkům. První část práce obsahuje základní strukturní vlastnosti perovskitů a přehled spektroskopických metod používaných pro zkoumání vlastností perovskitů, zejména jejich velmi silné úzkopásmové fotoluminiscence. Druhá část je věnována charakteristice vzorků MAPbBr3, FAPbBr3 a MAPbI3 z hlediska jejich fotoluminiscenčních vlastností.
|
|
| |
|
|
Arrays of plasmonic nanostructures made of phase-change materials
Kepič, Peter ; Kejík, Lukáš (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
The crystal structure of phase-change materials can be reconfigured by external stimuli, which often result in a change of materials electrical or magnetic properties. Although this effect has been already used to modulate plasmonic resonances in nanophotonics, it has not been fully examined for the two materials chosen in this work — vanadium dioxide (VO2) and iron-rhodium alloy (FeRh). Plasmonic resonances can be described as resonances of electromagnetic field in metallic nanostructures. With these nanostructures we are even able to modulate light. In this thesis, we firstly optimized electron beam lithography process for production of metal nanodiscs with 40–200nm diameters. Secondly, we measured an optical response of gold nanodiscs to better understand the nature of their plasmonic resonances and interactions between them. Lastly, we described the optimization of polycrystalline VO2 growth and measured optical responses of VO2 and FeRh nanodiscs during their respective phase transitions. Our observation of Mie’s resonances in the dielectric phase of the VO2 nanodiscs suggests, that they have a potential to act as tunable plasmonic resonators which switch from Mie’s resonances in the dielectric phase into plasmonic resonances in the metallic one. When measuring the FeRh nanodiscs, we observed plasmonic resonances in the visible part of the spectrum. These resonances can be used to facilitate FeRh transition from an anti-ferromagnetic to a ferromagnetic phase, as they could lower the required latent heat.
|
|
|
Příprava plazmonických antén pro analytickou transmisní elektronovou mikroskopii pomocí iontové litografie
Foltýn, Michael ; Kejík, Lukáš (oponent) ; Horák, Michal (vedoucí práce)
Tato experimentálně zaměřená bakalářská práce se zabývá naprašováním zlatých vrstev a výrobou plazmonických antén metodou iontové litografie. Optimalizoval jsem proces naprašování zlatých vrstev metodou depozice za pomoci iontového svazku. Dále jsem optimalizoval proces výroby plazmonických antén za použití iontové litografie. Naprašoval jsem zlaté vrstvy o tloušťkách 20, 30 a 40 nm různými depozičními rychlostmi. Jako nejlepší se z hlediska velikosti zrn projevila vrstva deponovaná rychlostí 2 /s. Z hlediska krystalografického složení však byly nejlepší vrstvy deponované rychlostmi 0,2 a 3 /s. Vyráběl jsem tři typy antén, tyčinkovité anténky o délkách 240 nm a šířkách 40 a 80 nm a dále motýlkovité anténky (bowtie) s 20 nm mezerou mezi křidélky antény. Optimalizoval jsem parametry odprašování pro jednotlivé tloušťky vrstev a depoziční rychlosti, kterými byly vytvořeny. Největší počet dobrých antén byl dosažen u vrstev tlustých 20 a 40 nm. Pro výrobu bowtie antén je nejlepší použít vrstvy libovolné tloušťky v testovaném intervalu deponované rychlostí 3 /s. Zjistil jsem, že pro vrstvy deponované rychlostí 2 /s vznikalo při iontové litografii velké množství redepozitu, který tak mohou při vhodném postupu zajistit optimální rozměry plazmonických antén alespoň v jedné ose.
|
|
|
Příprava plazmonických antén pro analytickou transmisní elektronovou mikroskopii pomocí iontové litografie
Foltýn, Michael ; Kejík, Lukáš (oponent) ; Horák, Michal (vedoucí práce)
Tato experimentálně zaměřená bakalářská práce se zabývá naprašováním zlatých vrstev a výrobou plazmonických antén metodou iontové litografie. Optimalizoval jsem proces naprašování zlatých vrstev metodou depozice za pomoci iontového svazku. Dále jsem optimalizoval proces výroby plazmonických antén za použití iontové litografie. Naprašoval jsem zlaté vrstvy o tloušťkách 20, 30 a 40 nm různými depozičními rychlostmi. Jako nejlepší se z hlediska velikosti zrn projevila vrstva deponovaná rychlostí 2 /s. Z hlediska krystalografického složení však byly nejlepší vrstvy deponované rychlostmi 0,2 a 3 /s. Vyráběl jsem tři typy antén, tyčinkovité anténky o délkách 240 nm a šířkách 40 a 80 nm a dále motýlkovité anténky (bowtie) s 20 nm mezerou mezi křidélky antény. Optimalizoval jsem parametry odprašování pro jednotlivé tloušťky vrstev a depoziční rychlosti, kterými byly vytvořeny. Největší počet dobrých antén byl dosažen u vrstev tlustých 20 a 40 nm. Pro výrobu bowtie antén je nejlepší použít vrstvy libovolné tloušťky v testovaném intervalu deponované rychlostí 3 /s. Zjistil jsem, že pro vrstvy deponované rychlostí 2 /s vznikalo při iontové litografii velké množství redepozitu, který tak mohou při vhodném postupu zajistit optimální rozměry plazmonických antén alespoň v jedné ose.
|
host ::
RSS.