|
|
Výroba a charakterizace plazmonických nanostruktur
Bačo, Ondřej ; Kvapil, Michal (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
Předkládaná bakalářská práce se zabývá přípravou a charakterizací plazmonických nanostruktur. Pro přípravu těchto struktur byl použit grafen na dopovaném křemíkovém substrátu s 285nm vrstvou oxidu křemičitého. Grafenové pruhy o šířce řádově stovek nanometrů byly vyrobeny za použití metod elektronové litografie (EBL) a reaktivního iontového leptání (RIE). Jednotlivé fáze přípravy byly monitorovány pomocí optické mikroskopie a mikroskopie atomárních sil (AFM). Vlastnosti výsledných grafenových nanostruktur byly charakterizovány rastrovacím elektronovým mikroskopem (SEM) a infračerveným spektrometrem s Fourierovou transformací (FTIR).
|
|
|
Plazmonicky aktivní elektrochemické elektrody na bázi nanotrubic sulfidu wolframičitého pokrytých zlatými nanočásticemi
Salajková, Zita ; Daňhel,, Aleš (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Při dopadu elektromagnetické vlny na kovovou nanostrukturu dochází za určitých podmínek k jejímu svázání s kmity elektronů a ke vzniku tzv. povrchových plazmonových polaritonů. Při nezářivém zániku těchto kolektivních oscilací dochází k excitaci nosičů náboje, které pak mají na krátký čas mnohem větší energii, než jaká by jim příslušela čistě na základě teploty nanostruktury. Tyto tzv. horké elektrony a díry nacházejí svoje využití ve fotochemických aplikacích, například v reakcích probíhajících na fotoaktivních elektrodách, kde horké elektrony fungují jako katalyzátory. Při výrobě těchto elektrod se nabízí využít zlatých nanočástic, které díky vybuzení plazmonů vykazují ve viditelné nebo blízké infračervené oblasti výrazně (rezonančně) zesílenou absorpci, což by např. mohlo zefektivnit využití solární energie. Tato práce se zabývá elektrochemickými experimenty, které mají sloužit k objasnění principů fotochemických reakcí za přítomností horkých elektronů v našem modelovém systému. Ten je tvořen skleněnými elektrodami s vrstvou cínem dopovaného oxidu inditého pokrytého nanotrubkami ze sulfidu wolframičitého, které na sobě nesou zlaté nanočástice a elektrolytem obsahujícím redoxní komplexy. Porovnání chronoamperometrických měření na jednotlivých součástech tohoto systému ukazuje, že excitace plazmonických nanočástic skutečně vede ke vzniku fotoproudu a že elektrochemické metody mohou sloužit k analýze fotochemických reakcí katalyzovaných horkými elektrony.
|
|
|
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.
|
|
|
Rastrovací optická mikroskopie v blízkém poli (SNOM)
Majerová, Irena ; Kvapil, Michal (oponent) ; Dvořák, Petr (vedoucí práce)
Studiu optických vlastností 2D materiál je v poslední době soustředěna pozornost široké vědecké komunity pro své možné aplikace v nanofotonice a plazmonice. Tato bakalářská práce se zabývá detekcí fotoluminiscence (PL) 2D materiálu (MoS2) pomocí rastrovací optické mikroskopie v blízkém poli (SNOM). Tato PL je excitována v dalekém poli pomocí fokusovaného zeleného laseru a v blízkém poli pomocí interference povrchových plazmonových polaritonů (SPP). Monovrstvy vloček MoS2 jsou připravovány pomocí mikromechanické exfoliace na různé funkční substráty (kovové i dielektrické). Charakterizace a kvalita připravených monovrstev MoS2 je kontrolována pomocí Ramanovy optické spektroskopie. Dále jsou v práci srovnávána experimentálně získaná optická spektra PL MoS2 detekována v dalekém poli pomocí konfokální optické mikroskopie a v blízkém poli pomocí SNOM aparatury, kde v blízkém poli je pozorována až trojnásobně silnější intenzita PL tohoto 2D materiálu než v dalekém poli.
|
|
|
Příprava a testování SNOM sond se speciálními vlastnostmi
Hertl, Vít ; Kvapil, Michal (oponent) ; Spousta, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na přípravu funkčních sond z konvenčního dutého optického vlákna a jejich testování při měření na aparatuře SNOM. Dále se zde studují speciální vlastnosti těchto sond především jejich využití jako "nanoGIS". Předpokládá se vyřešení hlavních problémů spojených s přípravou sondy jako je například leptání vlákna zevnitř.
|
|
|
Application of Plasmon Polaritons in Nanophotonics
Břínek, Lukáš ; Petráček, Jiří (oponent) ; Dostálek,, Jakub (oponent) ; Dub, Petr (vedoucí práce)
The work deals with plasmonic antennas for infrared and visible wavelengths. This work involves fabrication, measurements and numerical modelling of optical properties of these structures. First, infrared plasmonic antennas deposited on the SRON layer with a signi cant absorption are studied both for their resonant and absorption properties. The antenna geometry providing maximal enhancement of the absorption eciency in the SRON layer is found. Subsequently, the ability of a plasmonic antenna resonance to enhance a given vibrational mode of its substrate (called SEIRS) possessing 3-4 material resonances is studied and conrmed on antennas on SRON. In the end, the measured cathodoluminescence spectra of visible antennas are presented to show dierent types of antenna excitation.
|
|
|
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.
|
|
|
Grafenový fotodetektor využívající plazmonických efektů
Horáček, Matěj ; Hájková,, Zdenka (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vývojem nového hybridního zařízení pro fotodetekci, jehož princip se opírá o dvě velmi významné a aktuální oblasti současného vědeckého výzkumu – grafen a plazmonika. Vlastní odezva grafenu na dopadající světelné záření je v tomto zařízení značně zvýšena umístěním zlatých nanotyčinek na povrch grafenu, vykazujících jedinečnou optickou odezvu danou lokalizovanými povrchovými plazmony. Tato zvýšená fotoelektrická reakce je způsobena redistribucí energie oscilujících elektronů v nanočástici do grafenové vrstvy. Konkrétní mechanismus redistribuce energie je studován pomocí rozptylové spektroskopie jednotlivých částic, kde je zkoumán vliv počtu grafenových vrstev pod nanočásticí na rozšíření rezonančního píku. Mimořádně velké rozšíření rezonančního píku pro částice položené na grafen naznačuje přítomnost nebývalého procesu tlumení plazmonické rezonance. Toto neobvyklé tlumení je připsáno přenosu horkých elektronů ze zlaté nanotyčinky do grafenové vrstvy.
|
|
|
Měření rezonančních vlastností plazmonických nanostruktur v transmisním a reflexním režimu spektroskopie dalekých polí
Klement, Robert ; Brzobohatý, Oto (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Optická spektroskopie v dalekém poli umožňuje měření lokalizovaných plazmonických rezonancí na kovových nanostrukturách různých tvarů a velikostí při jejich osvětlení spojitým světlem. Při použití mikroskopie v temném poli je možné naměřit rozptyl na lokalizovaném plazmonu excitovaném na jediné izolované nanostruktuře. Za účelem těchto měření byla sestavena aparatura založená na komerčním systému duálního mikroskopu Nanonics. Experimenty provedené v rámci této práce ukazují vysokou citlivost aparatury v jejím současném stavu, umožňující naměření plazmonické rezonance jediné nanočástice. Navržená vylepšení aparatury by měla v blízké budoucnosti vést ještě k větší citlivosti a přesnosti měření.
|
|
|
Povrchové plazmonové rezonance na koloidních nanočásticích
Beránek, Jiří ; Brzobohatý,, Oto (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá lokalizovanými povrchovými plazmony (LSP) na koloidních nanočásticích. Byla provedena experimentální měření a teoretické simulace odezvy nanočástic v dalekém poli způsobené těmito plazmony. Pro simulace jsme použili metodu metodu diskrétní dipólové aproximace (DDA) a metodu konečných prvků v časové doméně (FDTD). Výzkum byl zaměřen na vliv tvaru a velikosti nanočástic, zejména sférických nanočástic a nanotyčinek. Zkoumali jsme vlastnosti sférických nanočástic a nanotyček. Simulace se dobře shodují s experimenty v případě kuliček. V případě tyčinek jsme pozorovali závislost polohy rezonance na tvaru tyčinky. Rozšíření rezonančních píků je přisouzeno většímu rozptylu geometrických parametrů nanočástic a diskutováno na základě srovnání experimentálních dat a výpočtů.V rámci experimentů byla rovněž provedena syntéza zlatých nanotyčinek. Poslední částí práce je studie optických vlastností stříbrných nanočástic. Pomocí diskrétní dipólové aproximace jsme simulovali vliv rovnovážného tvaru na optickou odezvu.
|
host ::
RSS.