|
|
Plasmonic Antennas
Kvapil, Michal ; Brzobohatý, Oto (oponent) ; Novák, Stanislav (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with plasmonic antennas. The resonant properties of plasmonic antennas have been studied both theoretically and experimentally. Theoretical calculations have been made using the finite-difference time-domain numerical method in Lumerical FDTD Solutions software. For the experiments, antennas were fabricated by electron beam lithography. Resonant properties of the fabricated antennas have been studied by Fourier transform infrared spectroscopy. The thesis is aimed at the investigation of the resonant properties of plasmonic antennas, when situated on a film of nanocrystalline diamond. Also, the application of antennas as a plasmon-based sensor functionalized to streptavidin sensing has been investigated. Finally, an antenna with the shape of the letter V has been introduced. Due to the reduced symmetry of the V-antenna, the incident light of wavelength close to an antenna quadrupole mode is unidirectionally scattered.
|
|
|
Application of Scanning Probe Microscopy for the Study of Ultrathin Films and Nanostructures
Neuman, Jan ; Rezek, Bohuslav (oponent) ; Mašláň, Miroslav (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
The doctoral thesis is focused on the study of ultrathin layers and the utilization of atomic force microscopy (AFM) for their characterization. Morphological changes of ultrathin layer of gold on silica substrates at elevated temperatures were experimentally investigated. It was found that surface modification influences the formation of the voids in the gold layer. By the controlled dewetting of gold layer is possible to influence the formation of gold islands at elevated temperatures. Precise surface modification by electron beam lithography enabled preparation of ordered arrays of gold islands with the uniform size in range of 50 – 400 nm. It is also shown, that the increase of annealing temperature to 1000 °C induces embedding of the gold islands into the substrate. This phenomenon is probably caused by the silica transfer from the area bellow the islands to the rim. AFM methods are suitable for characterization of above mentioned nanostructures. The AFM working under the ultra-high vacuum conditions was developed at the Institute of Physical Engineering. Piezoelectric actuators are utilized for the sample approach and adjustment of the mirror used in optical detection system. The optimization was achieved by the systematic study of the driving pulse parameters. High stability and operating speed was achieved by the experimental measurements of the actuator response to the pulse shape and repetition frequency.
|
|
|
Application of plasmonics in organic photovoltaics
Láska, Martin ; Fejfar, Antonín (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
The diploma thesis deals with the study of the plasmon-enhanced absorption leading to an improvement of the power conversion efficiency in organic solar cells. To increase the light absorption in the photoactive layer, colloidal silver nanoparticles are used. The scattering of the light from silver nanoparticles into the photoactive layer represents one of possible solutions how to increase the power conversion efficiency of photovoltaic devices. To perform electromagnetic simulations in the steady-state regime, the software Lumerical (Lumerical Solutions, Inc.), is used. For different geometrical arrangements of silver nanoparticles, the absorption in photoactive layer is observed. Simulations prove the enhancement of the absorption in the photoactive layer while incorporating silver nanoparticles. To confirm results from simulations, a couple of samples modified with silver nanoparticles, is produced. Samples produced for this kind of experiments are based on Poly(3-hexylthiophene):[6,6]-Phenyl-C61-butyric-acid-methyl ester. For some samples modified with silver nanoparticles, an exciton creation is improved. As the result, the enhancement in the short-circuit current is observable. Here, the theoretical and experimental approach to this topic is reviewed.
|
|
|
Analýza povrchů pevných látek pomocí fotoelektronů - počítačové řízení experimentů
Polčák, Josef ; Zemek, Josef (oponent) ; Cháb, Vladimír (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá metodami pro výzkum povrchů pevných látek za použití fotoelektronů emitovaných rentgenovým zářením. Jedná se o metody rentgenové fotolektronové spektroskopie - XPS, úhlově závislé XPS - ARXPS a rentgenové fotoelektronové difrakce - XPD. Práce se zaměřuje především na metodu ARXPS, která slouží k analýze hloubkového složení povrchu vzorků. Pro získávání informace o hloubkovém složení z naměřených spekter ARXPS byl vytvořen výpočetní software v prostředí Matlab, který byl testován na simulovaných datech a také na reálných vzorcích. Pro realizaci uvedených fotoelektronových metod byl navržen kompletní manipulační systém, který zabezpečuje transport vzorků ve vakuové aparatuře a také realizaci experimentů uvedenými metodami. Systém je z velké části řízen elektronicky pomocí vytvořeného ovládacího softwaru v počítači a umožňuje provádět tyto experimenty automatizovaně.
|
|
|
Lokalizované povrchové plazmony: principy a aplikace
Kvapil, Michal ; Schmidt, Eduard (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá plasmonickými nanostrukturami pro viditelnou, případně blízkou infračervenou, oblast elektromagnetického spektra. Nejdříve jsou připomenuty základní pojmy nutné k popisu vlastností plasmonických nanostruktur. Následně se práce zabývá rezonančními vlastnostmi zlatých nanoantén na skleněném substrátu a v přítomnosti nanokrystalického diamantu. Ke stanovení rezonančních vlastností a zesílení elektrického pole v okolí nanostruktur je užito FDTD simulací. Závěrem je uveden možný postup výroby antén a ověření jejich rezonančních vlastností.
|
|
|
Silná vazba v plazmonických strukturách
Gryga, Michal ; Brzobohatý, Oto (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce ze zabývá numerickými simulacemi optické odezvy infračervených plazmonických antén na křemíkovém substrátu s tenkou vrstvou oxidu křemičitého a následným prokládáním rozptylových spekter modelem vázaných oscilátorů. V rámci práce je zkoumán vliv délky zlaté antény a tloušťky oxidu křemičitého na sílu vazby mezi plazmony vybuzenými v anténě a fonony v oxidu křemičitém.
|
|
|
Aplikace fokusovaného iontového a elektronového svazku v nanotechnologiích
Šamořil, Tomáš ; Mikulík, Petr (oponent) ; Jiruše, Jaroslav (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Systémy pracující současně s fokusovanými elektronovými a iontovými svazky jsou v dnešní době velmi důležitými nástroji v oblasti mikro- a nanotechnologií. Kromě zobrazování a analýzy vzorků je lze rovněž využít k litografii, jejíž aplikací jsou připravovány struktury požadovaného tvaru a rozměrů v mikrometrovém až nanometrovém měřítku. Práce nejprve pojednává o jedné z litografických metod – depozici indukované fokusovaným elektronovým nebo iontovým svazkem, u níž je hledáno optimální nastavení podmínek expozice a studována kvalita deponovaných kovových struktur z hlediska tvaru a prvkového složení. Následně je věnována pozornost i dalším typům litografických metod (elektronová, iontová), které jsou aplikovány k přípravě leptacích masek pro následné selektivní mokré leptání monokrystalického křemíku. Kromě optimalizace tohoto procesu je studováno využití leptaného povrchu Si např. pro pozdější selektivní růst kovových materiálů. U leptaných, tvarově a rozměrově definovaných 2D, resp. 3D struktur je studium v některých případech zaměřeno i na jejich funkční vlastnosti.
|
|
|
Spektrální analýza a charakterizace magnetických atomů a studium supravodivých vrstev pomocí nízkoteplotní STM
Cahlík, Aleš ; Jelínek,, Pavel (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se dělí na dva tématické podcelky. První tématický podcelek se věnuje renovaci nízkoteplotního STM zařízení od firmy Omicron a jeho následnému využití pro studium preparace supravodivých-magnetických rozhraní. Nejprve je zde ukázána příprava vhodných kovových substrátů, konkrétně W(110) a Ir(111). Dále práce ukazuje výsledky přípravy tenkých železných vrstev na Ir(111). Poslední sekce se zabývá studiem růstu vanadia jak na čistém Ir(111), tak na zmíněném systému Fe-Ir(111). Druhý tématický podcelek se zabývá magnetismem kobaltových atomů na jednovrstevném dichalkogenidu WS2. Jedná se především o studium jejich magnetického momentu a anisotropie pomocí X-ray magnetic circular dichroism (XMCD).
|
|
|
Konstrukce nízkoteplotních ultravakuových rastrovacích sondových mikroskopů
Pavera, Michal ; Klapetek, Petr (oponent) ; Vetushka, Aliaksei (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá vývojem rastrovacích sondových mikroskopů. Jsou specifikovány mechanické požadavky na mikroskop pro měření metodou rastrovací tunelovací mikroskopie (STM) a mikroskopie atomárních sil (AFM) v prostředí ultra vysokého vakua (UHV) a proměnných teplot. Jsou diskutována konstrukční řešení dvou {navržených} mikroskopů a je popsána jejich řídicí elektronika. Zvláštní kapitola je věnována popisu lineárních piezomanipulátorů a konstrukčnímu řešení navržených prototypů.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.