|
|
Fabrication and characterization of nanostructures with functional properties in the field of plasmonics
Babocký, Jiří ; Detz, Hermann (referee) ; Vala,, Milan (referee) ; Dub, Petr (advisor)
Tato dizertční práce se zabývá výrbou a charakterizací plasmonických nanostruktur. Její první část začíná krátkým úvodem do plasmoniky s navazujícím přehledem metod, které jsou v dnešní době nejčastěji používány k výrobě a charakterizaci plasmonických nanostruktur. Druhá část se pak zaměřuje na samotný výzkum, který byl v rámci PhD studia realizován. Cílem prvních experimentů bylo prozkouat možnosti použití elektronové litografie za variabilního tlaku v procesní komoře pro výrobu plasmonických nanostruktur na nevodivých substrátech jako je např. sklo. Jelikož se jedná o materiály, které jsou velice často používány k přípravě plasmonických struktur pacujících v oblasti viditelného světla. Druhá sekce pak diskutuje některé specifické aspekty přípravy plasmonických mikrostruktur elektronovou litografií pro THz oblast. Poslední část se pak zaměřuje na funkční vlastnosti plasmonických nanostruktur, převážně pak na kvantitativní charakterizaci fáze dalekého pole indukovaného plasmonickými nanostrukturami a jejich aplikacemi v oblasti optických metapovrchů - uměle připravených povrchů, které mohou být použity jako planární optické komponenty. Práce demonstruje a diskutuje různé experimentální přístupy použití mimoosové holografické mikroskopie pro jejich charakterizaci.
|
|
|
Switching of spin vortices in magnetic nanodiscs
Hladík, Lukáš ; Pekárková, Jana (referee) ; Urbánek, Michal (advisor)
The diploma thesis deals with the switching of spin vortices in magnetic nanodisks. First, the basic concepts of (micro)magnetism are defined and existing theoretical and experimental achievements in the field of switching of the two basic characteristics (chirality and polarity) of magnetic vortex are summarized. Then the principle of dynamic switching of magnetic vortex chirality using in-plane magnetic field pulse with a well defined amplitude and duration is presented. There is no need to use a certain shape of nanodisks or asymmetry in magnetic field distribution. Nanostructures were prepared by the multi-step electron beam lithography and ion beam sputtering. Individual steps of sample preparation and optimization for the magnetization dynamics measurements are described. Finally, the experimental measurements of the dynamic switching of chirality on prepared samples obtained by transmission x-ray microscopy at the synchrotron Advanced Light Source at Berkeley, USA are presented and discussed.
|
|
|
Electrotransport properties of the nanostructures fabricated by the FIB
Ostřížek, Petr ; Kolíbalová, Eva (referee) ; Urbánek, Michal (advisor)
The aim of this work is fabrication of nanostructures and measurement of their electrotransport properties. There are two different methods used for fabrication - electron beam lithography with sputtering of thin films and focused ion beam with deposition from gas phase. I-V characteristic was measured for characterisation of as prepared nanostructures - wires. Material of wires prepared by using of electron beam lithography was permalloy - an alloy of iron and nickel. Second types of wires prepared by using of chemical vapor deposition induced by focused ion beam was platinum based.
|
|
|
Spin wave turns
Dočkalová, Lucie ; Gablech, Imrich (referee) ; Urbánek, Michal (advisor)
V dnešním světě moderních technologií je vyvíjen značný tlak na vývoj stále výkonnějších elektronických zařízení. Tato zařízení operují na bázi integrovaných obvodů, jejichž nejmenší komponenty dosahují v současnosti velikosti v řádu jednotek nanometrů. Jejich další technologický vývoj spojený s trendem miniaturizace naráží na limity plynoucí z kvantového charakteru elektronů. Řešení této překážky nabízí magnonika, jakožto nový obor moderní fyziky. Na rozdíl od elektronických zařízení, magnonická zařízení zpracovávají data pomocí magnonů, což jsou kvazičástice spinových vln. Ačkoli některá magnonická zařízení již byla představena, jejich propojení na malém čipu je velmi komplikované. Efektivnímu přenosu magnonů skrze tzv. vlnovody brání vysoce anizotropní disperzní vztahy spinových vln. V této práci se zabýváme způsobem, jak překonat tuto anizotropii a umožnit tak šíření spinových vln v libovolném směru se stejnou efektivitou. Za tímto účelem používáme zvlněné vlnovody ve tvaru zatáček, které vyrábíme pomocí kombinace elektronové litografie a depozice indukované fokusovaným elektronovým svazkem. Zvlnění připravených vlnovodů charakterizujeme pomocí mikroskopu atomárních sil. Následně zkoumáme magnetický stav struktur pomocí Kerrovy mikroskopie. Na závěr se zaměřujeme na samotnou propagaci spinových vln skrze vyrobené zatáčky, kterou měříme pomocí spektroskopie Brillouinova rozptylu světla.
|
|
|
Characterization of structures fabricated by selective wet etching of silicon
Metelka, Ondřej ; Mikulík, Petr (referee) ; Šamořil, Tomáš (advisor)
The task of master’s thesis was to perform optimalization process for preparing metal etching mask by electron beam litography and subsequent selective wet ething of silicon with crystalographic orientation (100). Further characterization of etched surface and fabricated structures was performed. In particular, attention was given to the morphology demonstrated by scanning electron microscopy and study changes of the optical properties of gold plasmonic antennas due to their undercut.
|
|
| |
|
|
Design of automated set-up intended for inspection of PMMA coated silicon wafers
Drozd, Michal ; Sobola, Dinara (referee) ; Knápek, Alexandr (advisor)
Při ovrstvování substrátu tenkou vrstvou polymerního rezistu dochází k defektům, které mohou poškodit celou, někdy i několikadenní expozici pomocí svazku elektronů - elektronovou litografií. Kvalita nanesené vrstvy, která je potřebná k následnému deponování, je velmi důležitá z hlediska následné funkčnosti vyráběné nanostrukutry. Předběžnou kontrolu kvality naneseného resistu je možné dělat ručně pomocí světelného mikroskopu. V rámci této bakalářské práce vznikl prototyp zařízení, které tyto defekty dokáže detekovat automaticky. Přesněji jde o rastrovací zařízení pojmenované WaferScan, umožňující skenovat křemíkovou podložku (wafer) optickou kamerou a analýzou obrazu v počítači zjistit polohu a velikost defektů a prachových částic v rezistu naneseném na waferu. Celé zařízení se skládá ze dvou pohyblivých os x a y, které umožňují pohyb kamery, a příslušené elektroniky. Součástí je také software k ovládání zařízení a zpracování obrazu.
|
|
|
Analysis and characterisation of spirally-arranged field-emission nanostructure
Ondříšková, Martina ; Sobola, Dinara (referee) ; Knápek, Alexandr (advisor)
Katody obsahující pole emitorů s vysokým poměrem stran budí velký zájem jako elektronové zdroje pro vakuová zařízení. Ve snaze maximalizovat proud a proudovou hustotu byly navrženy hustší pole emitorů. To však vedlo k nežádoucím účinkům, jako je stínění pole, způsobené přítomností okolních emitorů v poli. Pro snížení efektu stínění, a tím pádem zvýšení proudové hustoty, bylo navrženo pole emitorů s uspořádáním inspirovaným přírodním principem fylotaxe. Takto navržená struktura mikropilířů byla vytvořena pomocí elektronové litografie a reaktivního iontového leptání. K vytvoření ultra ostrých hrotů s poloměrem v řádu desítek nanometrů na vrcholu každého mikropilíře byla použita technika leptání black siliconu. Analýza topografie vzorku byla provedena pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu. Pro stanovení výstupní práce byla použita ultrafialová fotoelektronová spektroskopie. Pro zjištění emisních vlastností vyrobených struktur byl zkonstruován emisní mikroskop, jehož elektronové dělo bylo upraveno tak, aby vyrobená struktura sloužila jako katoda. Graf Murphy-Good byl použit k analýze dat o emisních vlastnostech, na které byl aplikován ortodoxní test pro kontrolu validity. Pro sledování fluktuací proudu bylo provedeno měření stability.
|
|
|
Spin wave turns
Dočkalová, Lucie ; Gablech, Imrich (referee) ; Urbánek, Michal (advisor)
V dnešním světě moderních technologií je vyvíjen značný tlak na vývoj stále výkonnějších elektronických zařízení. Tato zařízení operují na bázi integrovaných obvodů, jejichž nejmenší komponenty dosahují v současnosti velikosti v řádu jednotek nanometrů. Jejich další technologický vývoj spojený s trendem miniaturizace naráží na limity plynoucí z kvantového charakteru elektronů. Řešení této překážky nabízí magnonika, jakožto nový obor moderní fyziky. Na rozdíl od elektronických zařízení, magnonická zařízení zpracovávají data pomocí magnonů, což jsou kvazičástice spinových vln. Ačkoli některá magnonická zařízení již byla představena, jejich propojení na malém čipu je velmi komplikované. Efektivnímu přenosu magnonů skrze tzv. vlnovody brání vysoce anizotropní disperzní vztahy spinových vln. V této práci se zabýváme způsobem, jak překonat tuto anizotropii a umožnit tak šíření spinových vln v libovolném směru se stejnou efektivitou. Za tímto účelem používáme zvlněné vlnovody ve tvaru zatáček, které vyrábíme pomocí kombinace elektronové litografie a depozice indukované fokusovaným elektronovým svazkem. Zvlnění připravených vlnovodů charakterizujeme pomocí mikroskopu atomárních sil. Následně zkoumáme magnetický stav struktur pomocí Kerrovy mikroskopie. Na závěr se zaměřujeme na samotnou propagaci spinových vln skrze vyrobené zatáčky, kterou měříme pomocí spektroskopie Brillouinova rozptylu světla.
|
|
|
Plasmonically active nanostructures for optical filtering
Idesová, Beáta ; Liška, Jiří (referee) ; Rovenská, Katarína (advisor)
This bachelor’s thesis deals with optical color filters composed of plasmonically active nanostructures and studies the parameters which influence the performance of such filters. Using electron beam litography and selective reactive ion etching, plasmonic hole-like filters were prepared in alumina film on fused silica substrate. The fabricated arrays of nanostructures, acting as optical filters, varied in shape and size of the nanostructures, distances among the nanostructures and their lateral arrangement within the arrays. The influence of these factors on transmission spectra of plasmonic filters was experimentally analysed using optical spectroscopy. A majority of the observed alternations of the measured transmission spectra was consistent with the research study which is, as well, part of this thesis. The highest color filtering selectivity was observed in arrays with divided square structure shape which also exhibited decent transmittance.
|
guest ::
