|
|
Bezkontaktní měření teploty pomocí luminiscenčních materiálů
Jedlička, Jindřich ; Nebojsa, Alois (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá bezkontaktním měřením teploty pomocí luminiscenčních materiálů. V teoretické části práce byly na základě rešerše literatury vybrány luminiscenční materiály s ohledem na citlivost a pracovní rozsah teplot. V experimentální části práce byla změřena fotoluminiscence kvantových teček CdSe/ZnS a GaAs pro různé teploty a ze získaných hodnot byla určena relativní změna parametrů luminiscence jako poloha emisního píku, intenzita, poměr intenzit dvou píků a doba života luminiscence v souladu s očekáváním dle literatury. Dosažení vysokého prostorového rozlišení by bylo umožněno měřením katodoluminiscence, jejíž luminiscenční spektra mohou být získána s řádově vyšším prostorovým rozlišením. Tato měření a vliv elektronového svazku na kvalitu luminiscence vybraných materiálů bude předmětem dalšího experimentálního studia.
|
|
|
Design and fabrication of dielectric metasurfaces for ultraviolet wavelengths
Idesová, Beáta ; Ren,, Haoran (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
This thesis explores metasurfaces operating at ultraviolet (UV) wavelengths as alternatives to conventional optical elements like lenses or holograms. Metasurfaces offer advantages over traditional optical elements such as a reduced footprint of optical systems or multifunctionality within a single device. We start this work with a literature review devoted to UV metalenses and UV metaholograms. We mainly focus on HfO2 and AlN material platforms because of their high index of refraction (>2) and low losses down to deep-UV region, and we compare fabrication approaches involving these materials. The most promising fabrication recipes were optimized in the practical part of the thesis: HfO2 metasurfaces were fabricated using atomic layer deposition into masks pre-patterned by electron beam lithography, while AlN metasurfaces were etched through hard chromium masks. We demonstrated successful fabrication of HfO2 metalenses made of high aspect-ratio nanopillars with circular cross-sections, while the fabrication of AlN metasurfaces faced challenges, which were thoroughly discussed as well. Characterization of the final HfO2 metalenses in terms of intensity profiles was done in a custom-made experimental optical setup. The metalenses showed promising performance for the wavelength 325 nm, although slight deviations from the design were observed and are discussed in the context of theoretical calculations. The findings of this work emphasize the importance of thorough optimization for the future fabrication of UV metasurfaces.
|
|
|
Vyvazování fotoluminiscence 2D materiálů do nanodrátových vlnovodů
Królikowski, David ; Nebojsa, Alois (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Moderní elektronická zařízení, která pro svou funkci využívají informaci o poloze částic v pásové struktuře namísto jejich elektrického náboje, se těší stále větší oblibě. Jedno z těchto zařízení sestává z rozhraní, které kombinuje monovrstvu dichalkogenidů přechodných kovů (TMDC) s vlnovodným drátem a jehož účelem je směrově specifické vázání elektromagnetického záření. Současné snahy o zvýšení efektivity směrovosti jsou nezbytným krokem k praktickému využití. Výrobou a charakterizací nového, účinnějšího modelu popsaného zařízení se zabývá tato diplomová práce.
|
|
|
Charakterizace optických vlastností InAs nanodrátů
Hošková, Michaela ; Ligmajer, Filip (oponent) ; Musálek, Tomáš (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na přípravu InAs nanodrátů a jejich následnou optickou charakterizaci. K přípravě nanodrátů je využita výhradně fyzikální depozice z plynné fáze pomocí metody selektivní epitaxe v aparatuře MBE. Jsou optimalizovány růstové podmínky pro tvorbu nanodrátů a jejich rozměry jsou charakterizovány rastrovacím elektronovým mikroskopem. S pomocí konfokální spektroskopie a spektroskopie ztrát energie elektronů je měřena optická odezva a studován vliv geometrie jednotlivých nanodrátů. Motivací je vývoj nové optické metody monitorující nanodráty přímo při růstu v aparatuře MBE.
|
|
|
Optical study of laser-induced magnetic phase transitions
Velič, Alexander ; Ligmajer, Filip (oponent) ; Arregi Uribeetxebarria, Jon Ander (vedoucí práce)
To perform ultrafast storage of data based on magnetic materials, a new way of sub-picosecond magnetization is researched. Iron-Rhodium is suggested as convenient material which is capable of performing laser induced magnetization. Preparations for this experiment consists of sample growth using physical vapor deposition method of magnetron sputtering and subsequent sample characterization. Three samples were prepared, each with different concept of temperature tuning. Sample I is tuned via composition alteration ( $Fe_{1-x}Rh_x$ ). Sample II deposition onto a sapphire substrate induced tensile in-plane stress. By carbon doping Iron-Rhodium thin film of sample III. The thin film samples are characterized by using vibrating sample magnetometry and optical microscopy. Vibrating sample magnetometry granted a way of recording field driven and more importantly thermally driven hysteresis curves. Measurements yielded precise values of phase transition temperatures for antiferromagnetic-to-ferromagnetic and ferromagnetic-to-antiferromagnetic were detetermined for samples I, II, and III to be 325.9 K and 306 K, 321 K and 291 K, and 311.8 K and 288 K, respectively. Characteristic values of magnetization saturation, coercive field, residual magnetization and temperature difference between phase transition temperatures were recorded. Custom code in combination with microscopy images offered an insightful information on surface region specific domain growth. Combining results of both methods granted a deeper understanding of ''how'' and ''when'' aforementioned magnetostructural phase transition takes affect. The ultrashort laser induced magnetization utilizes a custom laser set-up. The observation of irradiated Iron-Rhodium thin film using optical microscopy shows stable ferromagnetic domains in a laser path pattern. Thus concluding that Iron-Rhodium thin films are prepared, characterized by magnetometry as a function of temperature, and the ultrafast laser induced magnetization was successfully performed.
|
|
|
Design and fabrication of tunable dielectric metasurfaces for visible and infrared wavelengths
Kepič, Peter ; Dostálek, Jakub (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Metasurfaces are nanostructured surfaces that can be fabricated to specifically manipulate the propagation of light. They represent a revolution in ultrathin optics and nanophotonic circuits. Adding tunable dielectric materials into metasurfaces’ designs enable them to actively control their optical properties after being fabricated. Vanadium dioxide (VO2) is one of the most promising materials that could provide such tunability due to its phase-transition at temperatures around 67°C. Being able to gradually induce VO2 phase-transition also optically, with a light beam being focused to a few hundreds of nanometers, tunable metasurfaces based on VO2 could be gradually tuned with nanoscale resolution. Here, we demonstrate a full transmission phase and amplitude investigation of VO2 nanostructures for metasurfaces operating in the visible part of the electromagnetic spectrum. The investigation of VO2 nanostructures (metasurface building blocks) is mostly done by simulations, which are later supported by experimental results. Moreover, VO2 nanostructures exhibit Mie resonances that are subsequently utilized for a gradually tunable metasurface in the visible. Besides thermal tuning, the fabricated metasurface is also tuned optically, proving the possibility of gradual optical tuning.
|
|
|
Bezkontaktní měření teploty pomocí luminiscenčních materiálů
Jedlička, Jindřich ; Nebojsa, Alois (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá bezkontaktním měřením teploty pomocí luminiscenčních materiálů. V teoretické části práce byly na základě rešerše literatury vybrány luminiscenční materiály s ohledem na citlivost a pracovní rozsah teplot. V experimentální části práce byla změřena fotoluminiscence kvantových teček CdSe/ZnS a GaAs pro různé teploty a ze získaných hodnot byla určena relativní změna parametrů luminiscence jako poloha emisního píku, intenzita, poměr intenzit dvou píků a doba života luminiscence v souladu s očekáváním dle literatury. Dosažení vysokého prostorového rozlišení by bylo umožněno měřením katodoluminiscence, jejíž luminiscenční spektra mohou být získána s řádově vyšším prostorovým rozlišením. Tato měření a vliv elektronového svazku na kvalitu luminiscence vybraných materiálů bude předmětem dalšího experimentálního studia.
|
|
|
Dielectric metasurfaces as modern optical components
Rovenská, Katarína ; Kolařík, Vladimír (oponent) ; Ligmajer, Filip (vedoucí práce)
Thanks to their high versatility and low spatial demands, metasurfaces are promising as replacements of traditional optical components. Within this thesis, attention is brought mostly to the metasurfaces which can replace half wave plates and diffractive beam splitters. Two strategies for fabrication of high-aspect ratio nanostructures from titanium dioxide are demonstrated -- one employing reactive ion etching of TiO2 layer through a metallic hardmask, the other using a patterned electron resist as a mold for atomic layer deposition of TiO2. The optical properties of the fabricated structures, such as phase shift and transmissivity, are also characterized and analyzed.
|
|
|
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.
|
|
|
Limitations and Possibilities of Nanostructurized Silver Amalgam
Daňhel, Aleš ; Šebest, Peter ; Vidláková, Pavlína ; Ligmajer, Filip
Variability of silver amalgam offers a row of opportunities for its application in electrochemical and spectroelectrochemical methods, thanks to its chemical, mechanical, electrochemical and spectrometric properties. This work briefly revews preparation possibilities and limitations of nanostructurized crystalas and nanopartices pf silver amalgam at different forms of carbon metals (Ag, Au, Pt) and transparent materials (ITO, FTO). These detection sysytems are in the scope of ongoing systematics research with the potential to indevelopment of novel working (micro)electrodes and spectroelectrochemical cells, potentially utilizable in modern (bio)analytical applictions.
|
host ::
RSS.