Kovové nanostruktury s trojrozměrnou topografií pro plazmoniku

Abstract

Vďaka vysokej koncentrácii voľných elektrónov môže v kovových nanoštruktúrach dochádzať k plazmovej rezonancii. Podobu frekvenčnej závislosti plazmovej rezonancie nanoštruktúr možno meniť viacerými faktormi, čo rozširuje pole ich uplatnenia, dané ich schopnosťou fokusovať svetlo pod difrakčný limit. Predkladaná práca sa zaoberá výrobou zlatých nanoštruktúr pripravených pomocou elektrónovej litografie na kremíkovom substráte. Topografia substrátu je následne upravená technikou mokrého anizotropného leptania. Súčasťou práce je tiež stručný prehľad metód využívaných k výrobe nanoštruktúr s planárnou i trojrozmernou topografiou. Práca ďalej využitím infračervenej spektroskopie analyzuje vplyv veľkosti, tvaru a rozstupu nanoštruktúr ako aj topografie kremíkového substrátu na optickú odozvu pripravených nanoštruktúr. Výsledky predkladanej práce overujú známe trendy spektrálnej závislosti optických charakteristík na spomenutých parametroch v strednej oblasti infračerveného spektra.

Due to high concentration of free electrons, metallic nanostructures can support plasmonic resonances. The spectral shape of plasmonic resonances may be tuned by many factors and because of it, the field of their application, given by their capability of focusing light under the diffraction limit, broadens. This thesis deals with fabrication of gold nanostructures by electron beam litography on top of a silicon substrate. The topography of the substrate is subsequentially modified by wet anistropic etching. A part of this thesis also briefly reviews methods for fabrication of nanostructures with planar or three-dimensional topography. Using the infrared spectroscopy, this thesis further analyzes the effect of size, shape, spacing of the nanostructures, and also the substrate topography on the optical response of the fabricated nanostructures. The outcomes of this thesis verify previously described tendencies of spectral relations between optical properties and named parameters in the mid-infrared region.