Plazmonika neušlechtilých kovů
Loading...
Date
Authors
Foltýn, Michael
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá možnostmi použití neušlechtilých kovů v plazmonice. Provedl jsem numerické simulace plazmonických vlastností různých neušlechtilých kovů a na základě dosažených výsledků jsem za materiál studovaný v této práci zvolil bismut. Vyrobil jsem bismutové plazmonické antény za pomoci litografie fokusovaným iontovým svazkem z bismutových polykrystalických vrstev deponovaných magnetronovým naprašováním. Byly vyrobeny tři typy plazmonických antén, tyčinkovité anténky o šířkách 40 a 80 nm a antény typu bowtie s 20 nm širokou mezerou mezi křidélky antény. Studoval jsem plazmonové rezonance v těchto anténách za pomocí spektroskopie energiových ztrát elektronů a shledal jsem bismut dobrým plazmonickým materiálem, který má potenciál stát se levnější alternativou k doposud používanějšímu zlatu, která navíc nabízí širší interval použitelných vlnových délek. Dále jsem syntetizoval monokrystalické bismutové nanočástice za pomocí pyrolýzy octanu bismutitého a otestoval a porovnal různé čistící metody vyžadované pro odstranění vrstev surfaktantů z povrchu vyrobených nanočástic. Studoval jsem plazmonové rezonance těchto nanočástic a našel metodu pro měření energiových ztrát elektronů z nanočástic obklopených tlustou vrstvou kontaminantů.
This master’s thesis investigates the possibilities of non noble metals in plasmonics. I have numerically calculated the expected plasmonic properties of various non noble metals and based on the results chose bismuth as the material of focus. I fabricated bismuth plasmonic antennas by focused ion beam lithography of polycrystalline bismuth layers deposited by magnetron sputtering. Three types of plasmonic antennas have been fabricated, barshaped antennas with widths of 40 and 80 nm and bowtie antennas with a 20 nm wide gap between their wings. I analysed the plasmonic properties of the fabricated antennas by electron energy loss spectroscopy and found bismuth a good plasmonic material. Furthermore, bismuth proved to be a costeffective alternative to gold, offering a broader range of usable wavelengths. Additionally, I synthesised monocrystalline bismuth nanoparticles by pyrolysis of bismuth acetate and tested various cleaning methods needed for removal of surfactant layers from their surface. I examined the plasmon resonances in the synthesised nanospheres and found an optimal method for collecting electron energy loss spectra of nanoparticles surrounded with thick layer of contaminants.
This master’s thesis investigates the possibilities of non noble metals in plasmonics. I have numerically calculated the expected plasmonic properties of various non noble metals and based on the results chose bismuth as the material of focus. I fabricated bismuth plasmonic antennas by focused ion beam lithography of polycrystalline bismuth layers deposited by magnetron sputtering. Three types of plasmonic antennas have been fabricated, barshaped antennas with widths of 40 and 80 nm and bowtie antennas with a 20 nm wide gap between their wings. I analysed the plasmonic properties of the fabricated antennas by electron energy loss spectroscopy and found bismuth a good plasmonic material. Furthermore, bismuth proved to be a costeffective alternative to gold, offering a broader range of usable wavelengths. Additionally, I synthesised monocrystalline bismuth nanoparticles by pyrolysis of bismuth acetate and tested various cleaning methods needed for removal of surfactant layers from their surface. I examined the plasmon resonances in the synthesised nanospheres and found an optimal method for collecting electron energy loss spectra of nanoparticles surrounded with thick layer of contaminants.
Description
Citation
FOLTÝN, M. Plazmonika neušlechtilých kovů [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:
Důvod volby integrační oblasti spekter mimo antén.
Způsob fitování spekter ztrátové pravděpodobnosti.
Student na otázky odpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení