Plasmonic Antennas

Abstract

Tato disertační práce pojednává o plazmonických anténách. Rezonanční vlastnosti plazmonických antén jsou studovány teoreticky i experimentálně. Teoretické výpočty jsou prováděny v programu Lumerical FDTD Solutions užitím numerické metody konečných diferencí v časové doméně. Pro experimentální studium byly antény vyrobeny pomocí elektronové litografie. Rezonanční vlastnosti vyrobených antén jsou studovány fourierovskou infračervenou spektroskopií. Práce se zaměřuje na studium rezonančních vlastností antén vyrobených na vrstvě nanokrystalického diamantu. Dále zkoumá možnost využití antén jako plazmonického senzoru funkcionalizovaného k detekci streptavidinu. Nakonec je představena anténa tvaru písmene V, u které dochází v důsledku porušení symetrie antény ke směrovému rozptylu dopadajícího světla. Tato směrovost se ovšem projevuje jen na vlnových délkách blízkých kvadrupólovému módu antény.This doctoral thesis deals with plasmonic antennas. The resonant properties of plasmonic antennas have been studied both theoretically and experimentally. Theoretical calculations have been made using the finite-difference time-domain numerical method in Lumerical FDTD Solutions software. For the experiments, antennas were fabricated by electron beam lithography. Resonant properties of the fabricated antennas have been studied by Fourier transform infrared spectroscopy. The thesis is aimed at the investigation of the resonant properties of plasmonic antennas, when situated on a film of nanocrystalline diamond. Also, the application of antennas as a plasmon-based sensor functionalized to streptavidin sensing has been investigated. Finally, an antenna with the shape of the letter V has been introduced. Due to the reduced symmetry of the V-antenna, the incident light of wavelength close to an antenna quadrupole mode is unidirectionally scattered.