|
|
Electron microscopy and spectroscopy of nanophotonic structures and materials
Řepa, Rostislav ; Paták, Aleš (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
The lightning-rod effect is a well-established principle in electrostatics, characterized by the generation of a strong electric field near the pointed features of a charged conductor. In the field of plasmonics, the influence of local curvature on the induced electric field around metal nanoparticles (plasmonic antennas) is similarly observed. Besides this socalled plasmonic lightning rod effect, other phenomena such as the charge reservoir of the plasmonic antenna, the surface wave localization, and the interaction between two plasmonic antennas also contribute to field enhancement. This thesis utilizes electron energy loss spectroscopy and electromagnetic simulations to quantitatively examine these distinct phenomena by isolating their partial contributions to the strength of the induced electric field around a plasmonic antenna.
|
|
|
Plazmonický bleskosvodný jev
Řepa, Rostislav ; Konečná, Andrea (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá experimentálním a teoretickým výzkumem plazmonického bleskosvodného jevu. Vliv křivosti povrchu plazmonické antény na zesílení elektromagnetického pole při excitacích lokalizovaných povrchových plazmonů je studován pomocí spektroskopie energiových ztrát elektronů. V první kapitole je popsán teoretický základ založený na interakcích mezi elektromagnetickým polem a vodivostními elektrony v kovech. Dále jsou představeny použité experimentální a teoretické metody, které zahrnují výrobní proces plazmonických antén či průběh numerických simulací. Pozorované rezonance lokalizovaných povrchových plazmonů jsou charakterizovány se spektrálním a prostorovým rozlišením. Teoretické výpočty ztrátových spekter jsou srovnány s naměřenými spektry a je vyhodnoceno zesílení pole vlivem křivosti plazmonické antény.
|
|
|
Výroba a charakterizace plazmonických antén na zvolené tenké vrstvě s cílem získat zesílenou absorbci díky přítomnosti silné vazby
Vodička, Martin ; Kepič, Peter (oponent) ; Liška, Jiří (vedoucí práce)
Systémy se silnou vazbou nabízí mnoho významných aplikací v různých oblastech, například fotonice, chemii, nelineární optice a dalších. Tato bakalářká práce je zaměřena na výrobu kovových plazmonických struktur vhodných pro vznik silné vazby mezi lokalizovanými povrchovými plazmony antén a fonony tenké vrstvy hexagonálního nitridu boru (hBN) v infračervené oblasti. V případě navození silné vazby by mělo dojít ke zvýšení absorpce, díky které lze tento systém použít na výrobu detektoru infračerveného záření, tzv. mikrobolometru. Práce shrnuje důležité poznatky z teorie elektromagnetického pole, popisuje vznik silné vazby z pohledu klasické fyziky a uvádí příklady systémů se silnou vazbou. Dále je teoreticky popsán vznik povrchových plazmonových polaritonů a lokalizovaných povrchových plazmonů (LPP). V práci jsou popsány plazmonické antény, jejich výroba, aplikace a fyzikální vlastnosti hBN. V rámci praktické části byla realizována výroba plazmonických antén pod nebo na tenké vrstvě hBN. Vyrobené vzorky byly charakterizovány rastrovacím elektronovým mikroskopem a spektrální odezva byla změřena infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací. Ve spektrech byla potvrzena absorpce hBN na 7,3 m a naměřena další minima propustnosti odpovídající přítomnosti antén. Přítomnost silné vazby mezi LPP antén a fonony nativní vrstvy SiO2 byla pravděpodobně pozorována. Zdali došlo k silné vazbě mezi LPP antén a fonony hBN nelze ze získaných výsledků usuzovat.
|
|
|
Zobrazení magnetického pole plazmonických antén založené na Babinetově principu
Špičáková, Tereza ; Horák, Michal (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá plazmonickými anténami a elektromagnetickým polem povrchových plazmonových polaritonů. V první kapitole nahlédneme do teorie elektromagnetického pole a elektromagnetické vlny spojené s rozhraním kovu a dielektrika a objasníme Babinetův princip. V další části práce popíšeme postup výroby plazmonických antén pomocí Kaufmanova iontového zdroje a fokusovaného iontového svazku. Navážeme teoretickým popisem spektroskopie energiových ztrát elektronů a jejího použití pro charakterizaci optické odezvy struktur. V poslední části uvedeme principy zpracování dat z měření a závěry, které lze z těchto dat vyvodit. Dále rozebereme meze platnosti Babinetova principu a s~jeho pomocí zobrazíme magnetické pole antén. Na závěr popíšeme možnosti počítačové simulace tohoto problému.
|
|
|
Výroba a testování mikrobolometru či jiného infračerveného detektoru na bázi plazmonických antén
Děcký, Marek ; Gallina, Pavel (oponent) ; Liška, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem a výrobou infračervených detektorů. Mimo provedení rešeršní studie na dané téma a téma plazmoniky, mezi hlavní výsledky této práce patří návrh, výroba a testování takového detektoru. Konkrétně pak nechlazeného mikrobolometru využívajícího plazmonických antén k zesílení absorpce pomocí silné vazby, jež vzniká mezi lokalizovanými plazmony zlatých antén a fonony tenké dielektrické vrstvy oxidu křemičitého. Samotná výroba mikrobolometrů několika různých typů na křemíkovém substrátu byla provedena za pomoci elektronové litografie, optické litografie a technikami depozice tenkých vrstev. Jednotlivé mikrobolometry se lišily především tloušťkou vrstvy mezi teplotně citlivými meandry a anténami ale také rozměrem antén. U prvních dvou sad mikrobolometrů bylo k vytvoření meandrů využito titanu, u poslední sady byl titan nahrazen platinou. Měřením elektrického odporu byla zjišťována reakce mikrobolometru na viditelné a infračervené záření. Bylo zjištěno, že vyrobené mikrobolometry s titanovými meandry výrazně reagovaly na viditelné světlo poklesem odporu. To znamená, že se chovaly jako polovodič. Na infračervené záření také reagovaly poklesem odporu, ale až při teplotách černého tělesa nad 400 °C. Reakce na viditelné a infračervené záření nebyla až na jednu výjimku pozorována u mikrobolometru s platinovými meandry.
|
|
|
Výroba a charakterizace plazmonických antén na zvolené tenké vrstvě s cílem získat zesílenou absorbci díky přítomnosti silné vazby
Vodička, Martin ; Kepič, Peter (oponent) ; Liška, Jiří (vedoucí práce)
Systémy se silnou vazbou nabízí mnoho významných aplikací v různých oblastech, například fotonice, chemii, nelineární optice a dalších. Tato bakalářká práce je zaměřena na výrobu kovových plazmonických struktur vhodných pro vznik silné vazby mezi lokalizovanými povrchovými plazmony antén a fonony tenké vrstvy hexagonálního nitridu boru (hBN) v infračervené oblasti. V případě navození silné vazby by mělo dojít ke zvýšení absorpce, díky které lze tento systém použít na výrobu detektoru infračerveného záření, tzv. mikrobolometru. Práce shrnuje důležité poznatky z teorie elektromagnetického pole, popisuje vznik silné vazby z pohledu klasické fyziky a uvádí příklady systémů se silnou vazbou. Dále je teoreticky popsán vznik povrchových plazmonových polaritonů a lokalizovaných povrchových plazmonů (LPP). V práci jsou popsány plazmonické antény, jejich výroba, aplikace a fyzikální vlastnosti hBN. V rámci praktické části byla realizována výroba plazmonických antén pod nebo na tenké vrstvě hBN. Vyrobené vzorky byly charakterizovány rastrovacím elektronovým mikroskopem a spektrální odezva byla změřena infračervenou spektroskopií s Fourierovou transformací. Ve spektrech byla potvrzena absorpce hBN na 7,3 m a naměřena další minima propustnosti odpovídající přítomnosti antén. Přítomnost silné vazby mezi LPP antén a fonony nativní vrstvy SiO2 byla pravděpodobně pozorována. Zdali došlo k silné vazbě mezi LPP antén a fonony hBN nelze ze získaných výsledků usuzovat.
|
|
|
Výroba a testování mikrobolometru či jiného infračerveného detektoru na bázi plazmonických antén
Děcký, Marek ; Gallina, Pavel (oponent) ; Liška, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem a výrobou infračervených detektorů. Mimo provedení rešeršní studie na dané téma a téma plazmoniky, mezi hlavní výsledky této práce patří návrh, výroba a testování takového detektoru. Konkrétně pak nechlazeného mikrobolometru využívajícího plazmonických antén k zesílení absorpce pomocí silné vazby, jež vzniká mezi lokalizovanými plazmony zlatých antén a fonony tenké dielektrické vrstvy oxidu křemičitého. Samotná výroba mikrobolometrů několika různých typů na křemíkovém substrátu byla provedena za pomoci elektronové litografie, optické litografie a technikami depozice tenkých vrstev. Jednotlivé mikrobolometry se lišily především tloušťkou vrstvy mezi teplotně citlivými meandry a anténami ale také rozměrem antén. U prvních dvou sad mikrobolometrů bylo k vytvoření meandrů využito titanu, u poslední sady byl titan nahrazen platinou. Měřením elektrického odporu byla zjišťována reakce mikrobolometru na viditelné a infračervené záření. Bylo zjištěno, že vyrobené mikrobolometry s titanovými meandry výrazně reagovaly na viditelné světlo poklesem odporu. To znamená, že se chovaly jako polovodič. Na infračervené záření také reagovaly poklesem odporu, ale až při teplotách černého tělesa nad 400 °C. Reakce na viditelné a infračervené záření nebyla až na jednu výjimku pozorována u mikrobolometru s platinovými meandry.
|
|
|
Plazmonický bleskosvodný jev
Řepa, Rostislav ; Konečná, Andrea (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá experimentálním a teoretickým výzkumem plazmonického bleskosvodného jevu. Vliv křivosti povrchu plazmonické antény na zesílení elektromagnetického pole při excitacích lokalizovaných povrchových plazmonů je studován pomocí spektroskopie energiových ztrát elektronů. V první kapitole je popsán teoretický základ založený na interakcích mezi elektromagnetickým polem a vodivostními elektrony v kovech. Dále jsou představeny použité experimentální a teoretické metody, které zahrnují výrobní proces plazmonických antén či průběh numerických simulací. Pozorované rezonance lokalizovaných povrchových plazmonů jsou charakterizovány se spektrálním a prostorovým rozlišením. Teoretické výpočty ztrátových spekter jsou srovnány s naměřenými spektry a je vyhodnoceno zesílení pole vlivem křivosti plazmonické antény.
|
|
|
Zobrazení magnetického pole plazmonických antén založené na Babinetově principu
Špičáková, Tereza ; Horák, Michal (oponent) ; Křápek, Vlastimil (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá plazmonickými anténami a elektromagnetickým polem povrchových plazmonových polaritonů. V první kapitole nahlédneme do teorie elektromagnetického pole a elektromagnetické vlny spojené s rozhraním kovu a dielektrika a objasníme Babinetův princip. V další části práce popíšeme postup výroby plazmonických antén pomocí Kaufmanova iontového zdroje a fokusovaného iontového svazku. Navážeme teoretickým popisem spektroskopie energiových ztrát elektronů a jejího použití pro charakterizaci optické odezvy struktur. V poslední části uvedeme principy zpracování dat z měření a závěry, které lze z těchto dat vyvodit. Dále rozebereme meze platnosti Babinetova principu a s~jeho pomocí zobrazíme magnetické pole antén. Na závěr popíšeme možnosti počítačové simulace tohoto problému.
|
host ::
RSS.