IGF



Praca magisterska

Własności optyczne nanostruktur plazmonicznych wytwarzanych metodą litografii na nanosferach

Autor:

Promotor:

Instytucja promująca:

Rok:

Mihai Suster

Piotr Wróbel

Wydział Fizyki UW

2021

Niniejsza praca magisterska dotyczy badania własności optycznych metalicznych nanostruktur wytwarzanych metodą litografii na nanosferach. Opracowane zostały procedury otrzymywania nanoapertur, nanocząstek typu rdzeń-powłoka, nanownęk, nanodysków oraz nanoszpicy na powierzchniach rzędu centymetrów kwadratowych. Wykazano, że wszystkie spośród wymienionych geometrii umożliwiają wzbudzanie zlokalizowanego rezonansu plazmonowego i łącznie pozwalają na jego strojenie w zakresie od ultrafioletu do bliskiej podczerwieni. Kontrolę własności rezonansowych wytwarzanych struktur uzyskano poprzez dostosowywanie rozmiaru, stężenia i rodzaju dielektrycznych nanocząstek sferycznych, grubości, typu, liczby i parametrów naparowywanych warstw metalicznych i dielektrycznych oraz dodatkowe wykorzystanie procesów eksfoliacji i trawienia plazmowego. Zbadany został również wpływ warstw zwilżających, powłok dielektrycznych, procesu starzenia próbek i segregacji atomów germanu w srebrze na własności plazmoniczne wybranych struktur.

Przeprowadzone symulacje elektromagnetyczne metodą różnic skończonych w dziedzinie czasu w sposób jakościowy potwierdziły przewidywane właściwości optyczne oraz pochodzenie poszczególnych pików w widmach absorbancji i reflektancji dwóch rodzajów otrzymywanych nanoobiektów. Przygotowane podkłady charakteryzowano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej, reflektometrii cienkich warstw oraz spektrofotometrii UV-VIS. Bardzo wysoka jednorodność, duża powierzchnia pokrycia i możliwość kontroli odpowiedzi plazmonicznej wytwarzanych nanostruktur wskazują na ich szerokie możliwości aplikacyjne, między innymi w bioczujnikach, spektroskopii SERS, ogniwach fotowoltaicznych oraz badaniach podstawowych z zakresu oddziaływania światła z materią.


Cofnij