KULIČ, M. Numerická optimalizace absorpce plazmonických struktur ve střední infračervené oblasti [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.

Posudek vedoucího

Kvapil, Michal

Student Martin Kulič se v práci zabýval numerickými simulacemi interakce infračervených plazmonických dimerových antén s tenkými vrstvami několika absorpčních materiálů. Zajímavé výsledky, ke kterým dospěl, naleznou využití při řešení aktuálních výzkumných úkolů v rámci Ústavu fyzikálního inženýrství. Nicméně přinejmenším po formální stránce by však tato bakalářská práce mohla být zpracována pečlivěji, obzvláště uvážíme-li, že v letošní mimořádné situaci student získal na úpravu v podstatě již hotové práce téměř další tři měsíce. Celkově tak práci hodnotím jako velmi dobrou, tedy klasifikačním stupněm B.

Posudek oponenta

Křápek, Vlastimil

Bakalářská práce pana Martina Kuliče se zabývá numerickou optimalizací plazmonických struktur zesilujících absorpci v infračervené spektrální oblasti. Skládá se z rešeršní a výpočetní části, prakticky postrádá teoretický úvod, v němž by byly vysvětleny používané pojmy. V rešeršní části práce autor shromáždil poměrně velké množství poznatků, nevěnoval se ale jejich utřídění či interpretaci. Tak se například nedovídáme, co je malý a co by byl velký absorpční průřez molekul (str. 3) nebo proč je typické plazmonické zesílení v případě SERS o několik řádů vyšší než v případě SEIRA (str. 3 a 5). Tvrzení na str. 8, že použití polovodičů v plazmonice bylo dosud ukázáno pro vlnočty pod 1500 1/cm, je v přímém rozporu s následující referencí 33, kde je demonstrována záporná část dielektrické funkce v silně legovaném ZnO až do vlnové délky 1300 nm. Ve výzkumné části práce se autor zabýval výpočty parametrů popisujících SEIRA - zesílením pole a absorpce a absorpční účinností. Získané výsledky jsou poměrně zajímavé. Výhradu mám k nedostatečně vysvětlené motivaci, kdy například v sekci 2.4 není zmíněno, co, proč a jak se bude optimalizovat, v celé kapitole 2 není zmínka o vazbě studovaných veličin k SEIRA (s výjimkou poměrně vágní zmínky o senzorice). Autor se dále omezil na prostou prezentaci výsledků bez hlubší (nebo i povrchní) diskuze. Bylo by například zajímavé diskutovat vazbu mezi zesílením absorpce a absorpční účinností, vysvětlit, proč má každá z veličin maximum pro jinou vlnovou délku a doporučit vhodnou volbu pro konkrétní aplikace. K obrázku 2.5 poznamenávám, že ne každý pokles v odezvové funkci lze interpretovat jako Rabiho štěpení v důsledku silné vazby. K části 2.4.2 podotýkám, že podle dielektrické funkce Si3N4 nemá fonon na 10,25 mikrometru, jde zde ale minimum reálné části dielektrické funkce, které může způsobit jisté zvýšení imaginární části indexu lomu, který pak může být zodpovědný za pozorované snížení rozptylového účinného průřezu plazmonického dimeru. V Lorentzově modelu v rovnici 3.1 je imaginární část dielektrické funkce záporná. Je sice možné ji takto zavést, ale je to nekonzistentní s předchozím použitím v posuzované práci. Text obsahuje řadu špatně srozumitelných či zcela nesrozumitelných pasáží. To se týká například popisu rozložení monitorů na str. 15, okrajových podmínek na str. 16, použití stejného symbolu P_abs pro dvě různé veličiny, v jednom případě bez vysvětení, na str. 18. Rovněž by bylo žádoucí odstranit četné překlepy (flourescence, singál, vrtsva). Celkově lze říci, že jde o práci přinášející zajímavé a nové výsledky v oblasti interakce plazmonických antén s fonony okolního prostředí, která však nepřináší hlubší vhled do problematiky, obsahuje méně závažné chyby a trpí neuspořádanou a místy nelogickou prezentací. Cíle práce byly splněny. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení C. Otázky k obhajobě: Jak souvisí zesílení SERS a SEIRA? Jaká veličina stojí v pozadí obou mechanismů Jak souvisí vlnová délka, vlnový vektor, vlnové číslo a vlnočet? Má-li ZnO kovové vlastnosti pro vlnové délky nad 1300 nm, jaký je odpovídající interval vlnočtů? Proč má absorpční zesílení a absorpční účinnost maximum pro jinou vlnovou délku?

eVSKP id 129765