Dichroismus ve spektroskopii energiových ztrát elektronů
Loading...
Date
Authors
Ošmera, Martin
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Vortexové (vírové) elektronové svazky jsou třídou volných elektronových stavů nesoucích orbitální moment hybnosti. Při experimentech ve spektroskopii energiových ztrát elektronů (EELS) na chirálních vzorcích je možné pozorovat měřitelný rozdíl v datech získaných při použití pravotočivých a levotočivých vortexů. Toto chování nazýváme dichroismem. V této práci jsme uvažovali dva (chirální) vzorky. Nejprve jsme vypracovali rešerši teorie fononů a možností jejich excitace v EELS experimentech realizovaných na dvourozměrných krystalech s šesterečnou mřížkou. Poté jsme se zaměřili na teoretický model excitace lokalizovaných plazmonů na prototypu chirální nanočástice -- jednoho závitu šroubovice. Navrhli jsme experiment, ve kterém je EEL spektrum rozloženo podle orbitálního momentu hybnosti elektronů před a po interakci. Tento experiment jsme teroeticky studovali jak analyticky, tak s použitím numerických simulací. Ukázali jsme podmínky nutné k pozorování dichroického signálu a také možnosti optimalizace experimentálních signálů pro jeho maximalizaci.
Vortex electron beams (VEBs) are a class of chiral free electron states carrying orbital angular momentum (OAM). Right-handed and left-handed VEBs, acting as probes, can interact differently with chiral objects, yielding measurably different results in electron energy-loss spectroscopy (EELS) experiments. This nontrivial behavior is usually referred to as dichroism. In this theoretical thesis, we considered two different (chiral) samples. First, we reviewed the theory of phonon excitation in 2D hexagonal crystals and studied the possibility of the prediction of vibrational-EEL signal. We then followed with a theoretical model of localized surface plasmon excitation on a prototype of a chiral plasmonic nanoantena -- single-twist helix. We proposed an experiment, in which the EEL spectrum is resolved in pre-interaction and post-interaction OAM. We treated this problem both analytically and numerically and showed conditions necessary for the emergence of dichroism, as well as the possibility of optimizing the experimental parameters for maximization of the dichroism.
Vortex electron beams (VEBs) are a class of chiral free electron states carrying orbital angular momentum (OAM). Right-handed and left-handed VEBs, acting as probes, can interact differently with chiral objects, yielding measurably different results in electron energy-loss spectroscopy (EELS) experiments. This nontrivial behavior is usually referred to as dichroism. In this theoretical thesis, we considered two different (chiral) samples. First, we reviewed the theory of phonon excitation in 2D hexagonal crystals and studied the possibility of the prediction of vibrational-EEL signal. We then followed with a theoretical model of localized surface plasmon excitation on a prototype of a chiral plasmonic nanoantena -- single-twist helix. We proposed an experiment, in which the EEL spectrum is resolved in pre-interaction and post-interaction OAM. We treated this problem both analytically and numerically and showed conditions necessary for the emergence of dichroism, as well as the possibility of optimizing the experimental parameters for maximization of the dichroism.
Description
Citation
OŠMERA, M. Dichroismus ve spektroskopii energiových ztrát elektronů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (místopředseda)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Dominik Munzar, Dr. (člen)
doc. Mgr. Adam Dubroka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Petráček, Dr. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)
Date of acceptance
2024-06-10
Defence
Po otázkách oponenta bylo dále diskutováno:
Jaké signály jsou zpacovány při výpočtu relativního dichroismu.
Měření fononových módů - selektivní excitce.
Možnosti rozlišení chirality molekul.
Student na otázky odpověděl velmi rozsáhle.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení