|
|
Plasmonic lightning-rod effect
Řepa, Rostislav ; Konečná, Andrea (referee) ; Křápek, Vlastimil (advisor)
This bachelor thesis deals with an experimental and theoretical research of the plasmonic lightning-rod effect. Electron energy loss spectroscopy has been used to investigate the electromagnetic response of plasmonic antennas and to study the impact of the curvature of their surfaces on the local enhancement of an electromagnetic field. A theoretical background based on interactions of the electromagnetic field and free electrons in metals is provided in the first chapter. Next, experimental and theoretical methods including the fabrication process of plasmonic antennas and inicialization of simulations are introduced. Observed resonances of localised surface plasmons are characterised in the spectral region and their mapping is performed. The calculated loss spectra are compared with the experimental loss spectra and the field enhancemnet due to the curvature of plasmonic antennas is evaluated.
|
|
|
Fabrication, optimization and in-situ characterization of thermally tunable vanadium dioxide nanostructures
Krpenský, Jan ; Maniš, Jaroslav (referee) ; Konečná, Andrea (advisor)
Oxid vanadičitý (VO2) přilákal v posledních desetiletích zvýšenou pozornost kvůli svému fázovému přechodu kov-izolant na teplotě okolo 68 °C. Tento fázový přechod je provázen změnou krystalové mříže z monoklinické (dielektrikum) na tetragonální (kov), smrštěním krystalové mříže v kovové fázi a výrazným rozdílem mezi transmisivitou v infračervené oblasti mezi oběma fázemi. Avšak výroba VO2 může být náročná kvůli jiným možným stochiometrickým konfiguracím jako je VO, V2O3 nebo V2O5. V posledních letech bylo použito mnoho výrobních technik, u kterých optimalizace výrobního procesu produkuje VxOy v požadované VO2 stochiometrii. V této práci je uvedeno shrnutí tří technik vhodných pro depozici tenkých vrstev VO2 a je popsán proces výroby tenkých vzorků (lamel), které jsou vhodné pro studium v transmisním elektronovém mikroskopu (TEM), pomocí fokusovaného iontového svazku (FIB). Použití TEM se zahříváním uvnitř komory pro charakterizaci VO2 vzorků produkuje cenné informace o mikrostruktuře VO2 pod i nad teplotou přechodu. Navíc dává spektroskopie energiových ztrát elektronů cenný vhled do změn různých stochiometrií VO2 v souvislosti s tloušťkou zkoumaného vzorku, zejména blízko hrany vzorku.
|
|
|
Phase plates for transmission electron microscopy
Špičáková, Tereza ; Sháněl, Ondřej (referee) ; Konečná, Andrea (advisor)
Vzorky tvořené atomy lehčích prvků, jako jsou například biologické preparáty, dosahují na snímcích z transmisních elektronových mikroskopů nízkého kontrastu. Pokud však vneseme mezi elektrony nesoucí informaci o zkoumaném vzorku a elektrony pozadí dodatečný fázový posun, dojde k výraznému navýšení kontrastu bez negativních dopadů na kvalitu obrazu. Tohoto efektu lze v mikroskopech dosáhnout s pomocí fázových destiček. V konvenčních transmisních elektronových mikroskopech se běžně využívají fázové destičky založené na tenkých vrstvách amorfního uhlíku. V posledních letech byly detailně zkoumány různé pokročilé designy fázových destiček. Jen několik málo studií se však věnuje alternativním materiálům, které by bylo možné použít jako tenkovrstvé fázové destičky. Hlavním cílem této diplomové práce je tedy navrhnout způsoby měření fázových vlastností různých materiálů. V první části práce je nejprve popsána teorie zobrazování elektronovou vlnou v transmisních elektronových mikroskopech. Dále jsou zde prezentovány a porovnány různé druhy fázových destiček. Ve druhé části práce jsou představeny čtyři návrhy experimentálního uspořádání, z nichž dva byly experimentálně otestovány. Tato měření byla provedena na sadách vzorků různých materiálů a tlouštěk a vhodně zpracována. Na závěr bylo kvalitativní chování těchto návrhů porovnáno s teoretickými výpočty.
|
|
|
Modelling electron energy-loss spectra of vanadium dioxide nanostructures
Kabát, Jiří ; Křápek, Vlastimil (referee) ; Konečná, Andrea (advisor)
This thesis concerns the characterization of optical modes in vanadium dioxide (VO2) nanostructures, mainly by simulating numerically electron energy loss spectroscopy (EELS) intensity. Among the studied optical modes, there are plasmons, phonons and Mie-type resonances, for which we performed a literature review. VO2 undergoes a phase transition when reaching a temperature of about 67 °C from the insulating phase to the metallic phase. This phase transition is connected to significant changes in optical properties, which offer potential uses in nanophotonics. The main part of the thesis is devoted to numerical simulations, which were firstly performed for thin VO2 slabs and then for VO2 nanoparticles. In simulations of VO2 nanoparticles in the metallic phase, we observed electron energy losses caused by plasmons and localized surface plasmons, which were then characterized and imaged by spacedependent EELS maps. In nanoparticles in the insulating phase, losses caused by phonon excitations and material absorption were observed. A new kind of loss contribution was observed for some geometries, potentially related to the Mie-type resonances.
|
|
|
Detection of Localized Surface Plasmons on Metal Nanostructures
Konečná, Andrea ; Dub, Petr (referee) ; Kalousek, Radek (advisor)
This bachelor's thesis deals with theoretical and experimental study of localized surface plasmons excited on metal nanostructures. Analytical calculations were compared to simulations and measurements using assembled apparatus and Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) in infrared range. Obtained results were discussed considering both validity of performed approximations and quality of manufactured nanostructures.
|
|
|
Optical dichroism in vortex electron energy-loss spectroscopy
Ošmera, Martin ; Dub, Petr (referee) ; Konečná, Andrea (advisor)
Vortexové elektronové svazky (VES) nesou orbitální moment hybnosti a při jejich interakci s chirálními strukturami lze pozorovat dichroismus. Ve spektroskopii energiových ztrát elektronů získáme použitím levotočivých VES jiná spekta, než v případě pravotočivých. Tohoto jevu lze využít například v analýze chirálních molekul nebo nanostruktur. Předkládáme semianalytický plně retardovaný model interakce nefokusovaného VES s bodovou chirální polarizovatelnou částicí a numerický kvazistatický model interakce nefokusovaného VES s chirální ,,makroskopickou`` nanostrukturou.
|
|
|
Interaction of metallic nanoparticles and fast electrons
Konečná, Andrea ; Tyc, Tomáš (referee) ; Dub, Petr (advisor)
Scanning transmission electron microscopy is one of the essential techniques suitable not only for imaging of nanostructures, but also for various kinds of spectroscopy and, as it was recently demonstrated, nanomanipulation. In this thesis, we deal with an interaction of fast electrons and metallic spherical nanoparticles, specifically aluminium and gold nanospheres. First, we present both analytical and numerical calculations of electron energy loss spectra and their analysis for different parameters. The main part of the thesis is devoted to theoretical calculations of forces acting on the nanosphere due to the electron passing in its close proximity. Based on our novel results revealing a time evolution of the mechanical force, we also propose a possible mechanism responsible for the nanoparticle movement in electron microscopes.
|
|
| |
|
|
Plasmonic lightning-rod effect
Řepa, Rostislav ; Konečná, Andrea (referee) ; Křápek, Vlastimil (advisor)
This bachelor thesis deals with an experimental and theoretical research of the plasmonic lightning-rod effect. Electron energy loss spectroscopy has been used to investigate the electromagnetic response of plasmonic antennas and to study the impact of the curvature of their surfaces on the local enhancement of an electromagnetic field. A theoretical background based on interactions of the electromagnetic field and free electrons in metals is provided in the first chapter. Next, experimental and theoretical methods including the fabrication process of plasmonic antennas and inicialization of simulations are introduced. Observed resonances of localised surface plasmons are characterised in the spectral region and their mapping is performed. The calculated loss spectra are compared with the experimental loss spectra and the field enhancemnet due to the curvature of plasmonic antennas is evaluated.
|
|
|
Optical dichroism in vortex electron energy-loss spectroscopy
Ošmera, Martin ; Dub, Petr (referee) ; Konečná, Andrea (advisor)
Vortexové elektronové svazky (VES) nesou orbitální moment hybnosti a při jejich interakci s chirálními strukturami lze pozorovat dichroismus. Ve spektroskopii energiových ztrát elektronů získáme použitím levotočivých VES jiná spekta, než v případě pravotočivých. Tohoto jevu lze využít například v analýze chirálních molekul nebo nanostruktur. Předkládáme semianalytický plně retardovaný model interakce nefokusovaného VES s bodovou chirální polarizovatelnou částicí a numerický kvazistatický model interakce nefokusovaného VES s chirální ,,makroskopickou`` nanostrukturou.
|
guest ::
RSS feed.