|
|
Semianalytical approach to simulations in nanophotonics
Hrtoň, Martin ; Hohenester, Ulrich (oponent) ; Aizpurua, Javier (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Numerical simulations have become an indispensable part of the design process in nanophotonics, which inevitably led to the development of specialized software dedicated to this task. Although there is a number of capable and commercially available options that can serve that purpose, many applications require data analysis that goes beyond the standardly offered analysis tools. The data post-processing lies at the focus of this thesis, with emphasis on the development of semianalytical models that are tailored specifically to each type of experiment, providing better insight into its physical background and improved agreement between theory and measurements. A major part of the thesis is dedicated to the plasmon enhanced electron paramagnetic resonance (PE EPR), a novel technique employing metallic antennas for enhancing the interaction between light and materials exhibiting magnetic spin transitions. Fundamental principles of this effect are laid down and a model facilitating rapid optimization of antenna arrays for thin film PE EPR spectroscopy is presented. Particular attention is paid to the current distribution and to advantages it offers when dealing with far-field projections and electromagnetic interaction between objects. This is further demonstrated on several applications, namely the phase imaging of metasurfaces using coherence controlled holographic microscope, the design of a metasurface-based fan-out element, and the multipolar analysis of far-fields generated by objects embedded within stratified media.
|
|
|
Modelování spekter energiových ztrát elektronů nanostruktur oxidu vanadičitého
Kabát, Jiří ; Křápek, Vlastimil (oponent) ; Konečná, Andrea (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá charakterizací optických módů v nanostrukturách z oxidu vanadičitého (VO2), zejména jejich studiem za pomoci numerických simulací spektroskopie energiových ztrát elektronů (EELS). Mezi studované optické módy patří plazmony, fonony a Mieho rezonance, pro něž je provedena rešerše. VO2 prodělává fázovou přeměnu při překročení teploty přibližně 67 °C z izolující fáze na kovovou fázi. Tato fázová přeměna je také spjata s velkou změnou optických vlastností nabízející potenciální využití v oboru nanofotoniky. Hlavní část práce je věnována numerickým simulacím, které byly nejprve provedeny pro tenkou vrstvu VO2 a následně pro VO2 nanočástice. V nanočásticích v kovové fázi byly v simulacích pozorovány energiové ztráty elektronů způsobené plazmony a lokalizovanými povrchovými plazmony, jež byly charakterizovány a vykresleny za pomocí prostorově závislých EELS map. V nanočásticích v izolující fázi byly pozorovány ztráty způsobené fononovými excitacemi a také absorpcí. Pro některé geometrie nanočástic se zde však také objevily ztráty, které by potenciálně mohly souviset s excitacemi Mieho rezonancí.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Modelování spekter energiových ztrát elektronů nanostruktur oxidu vanadičitého
Kabát, Jiří ; Křápek, Vlastimil (oponent) ; Konečná, Andrea (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá charakterizací optických módů v nanostrukturách z oxidu vanadičitého (VO2), zejména jejich studiem za pomoci numerických simulací spektroskopie energiových ztrát elektronů (EELS). Mezi studované optické módy patří plazmony, fonony a Mieho rezonance, pro něž je provedena rešerše. VO2 prodělává fázovou přeměnu při překročení teploty přibližně 67 °C z izolující fáze na kovovou fázi. Tato fázová přeměna je také spjata s velkou změnou optických vlastností nabízející potenciální využití v oboru nanofotoniky. Hlavní část práce je věnována numerickým simulacím, které byly nejprve provedeny pro tenkou vrstvu VO2 a následně pro VO2 nanočástice. V nanočásticích v kovové fázi byly v simulacích pozorovány energiové ztráty elektronů způsobené plazmony a lokalizovanými povrchovými plazmony, jež byly charakterizovány a vykresleny za pomocí prostorově závislých EELS map. V nanočásticích v izolující fázi byly pozorovány ztráty způsobené fononovými excitacemi a také absorpcí. Pro některé geometrie nanočástic se zde však také objevily ztráty, které by potenciálně mohly souviset s excitacemi Mieho rezonancí.
|
|
|
Semianalytical approach to simulations in nanophotonics
Hrtoň, Martin ; Hohenester, Ulrich (oponent) ; Aizpurua, Javier (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Numerical simulations have become an indispensable part of the design process in nanophotonics, which inevitably led to the development of specialized software dedicated to this task. Although there is a number of capable and commercially available options that can serve that purpose, many applications require data analysis that goes beyond the standardly offered analysis tools. The data post-processing lies at the focus of this thesis, with emphasis on the development of semianalytical models that are tailored specifically to each type of experiment, providing better insight into its physical background and improved agreement between theory and measurements. A major part of the thesis is dedicated to the plasmon enhanced electron paramagnetic resonance (PE EPR), a novel technique employing metallic antennas for enhancing the interaction between light and materials exhibiting magnetic spin transitions. Fundamental principles of this effect are laid down and a model facilitating rapid optimization of antenna arrays for thin film PE EPR spectroscopy is presented. Particular attention is paid to the current distribution and to advantages it offers when dealing with far-field projections and electromagnetic interaction between objects. This is further demonstrated on several applications, namely the phase imaging of metasurfaces using coherence controlled holographic microscope, the design of a metasurface-based fan-out element, and the multipolar analysis of far-fields generated by objects embedded within stratified media.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.