Bc. Marek Švábík se ve své diplomové práce se zabývá vývojem a optimalizací metodiky přípravy plazmonicky aktivních hrotů pro metodu hrotem zesílené Ramanovy spektroskopie (TERS) a jejich následným testováním na integrované sestavě NTEGRA Spectra PML, která je k dispozici na Ústavu fyzikálního inženýrství FSI VUT v Brně. Práce tak přímo navazuje na rozvoj experimentálních kapacit ústavu v oblasti nanospektroskopie.

V rámci přípravy STM hrotů student optimalizoval parametry elektrochemického leptání, čímž dosáhl reprodukovatelné výroby ostrých zlatých hrotů. Výsledné STM-TERS experimenty prokázaly lokální zesílení Ramanova signálu jak na vzorku HOPG, tak na vrstvě brilantní kresylové modři, přičemž u posledně jmenovaného vzorku bylo dosaženo faktoru zesílení přibližně 100. Plazmonický původ zesílení byl přesvědčivě ověřen experimentem se změnou polarizace excitačního laseru vůči hrotu. Naopak experimenty s pokoveným komerčními AFM sondami neposkytly uspokojivé výsledky.

Hlavním přínosem práce je úspěšná realizace funkčního STM-TERS experimentu, přičemž student musel překonat řadu netriviálních překážek spojených s provozem sestavy, která není uživatelsky přívětivá. Obzvláště náročné bylo ladění optické cesty a spektrometru — tedy kroky, jež vyžadují kombinaci trpělivosti, technické intuice a pochopení fyzikálních principů metody. Student se v tomto ohledu osvědčil jako velmi zručný a samostatný experimentátor. Dokázal opakovaně najít správné nastavení pro zaměření laserového svazku na špičku hrotu, a to i v situacích, kdy systém nereagoval předvídatelně.

TERS je obecně experimentálně velmi náročná technika, která klade vysoké nároky na mechanickou stabilitu sestavy, přesnost optického zarovnání i kvalitu samotných hrotů. Úspěšná realizace měření proto vyžaduje souběh mnoha faktorů, a i na dobře zavedených pracovištích bývá rutinní provoz obtížný. O to více oceňuji, s jakou rychlostí se student po technické stránce seznámil jak s technikou STM/AFM, tak s náročným optickým systémem sestavy, což mu umožnilo její samostatné a bezproblémové využívání, přestože s těmito technikami se po praktické stránce setkal až v rámci práce na diplomovém projektu.

Diplomovou práci hodnotím výslednou známkou A.

Student předložil závěrečnou práci v rozsahu 50 stran, ve které cituje 32 literárních zdrojů; ve své práci demonstruje ucelený postup vedoucí k úspěšnému měření hrotem posílené ramanské spektroskopie (TERS) - od přípravy dvou typů vhodných hrotů, přes kalibraci spektrometru, až po samotná měření, včetně důkazu, že v STM případě se skutečně jedná o TERS spektra.

Po formální stránce má práce standardní řazení, je dobře čitelná, a obsahuje jen malé množství formulačních nepřesností (např. v kovech zpravidla hovoříme o plazmové frekvenci kvůli vazbě na plazma volných elektronů, nikoliv vazbě k plazmonu) a typografických prohřešků (například nekonzistence v sazbě rovnic na straně 9). V teoretické části je poskytnuto srozumitelné vysvětlení vzniku zesílení na hrotu, včetně důležitého rozlišení elektromagnetického a chemického zesílení. V praktické části student dokládá jednotlivé kroky, které ho dovedly až měření TERS, včetně cenné diskuze problematických míst.

Za hlavní přínos práce považuji systematické studium podmínek, které by mohly vést k hrotem posíleným spektrům - jedná se o vhodně rozmyšlené kombinace substrátů, barviv, a vlnových délek excitačních laserů. Interpretace měření fotodegradace rhodaminu v kapitole 2.3.1 by možná vyžadovala jemnější formulaci, následná STM spektra krezylové modři jsou však jednozačně TERS. V tomto směru je třeba vyzvednout i technickou část měření - nakonfigurovat spektrometr spojený s SPM modulem tak, aby byl schopen měření v režimu TERS, je vysoce netriviální úkol.

 Za originální přínos práce rovněž považuji impedanční úvahy spojené s elektrochemickým leptáním STM hrotů, které vedly ke modifikaci napěťového zdroje koncovým stupněm o nízké impedanci, což se pro stabilní leptání hrotů ukázalo jako zásadní; v této souvislosti mám na studenta otázku k obhajobě.

Celkově práci hodnotím jako velmi zdařilou - student naplnil zadané cíle a vzhledem k výše uvedenému ji doporučuji hodnotit stupněm výborně. Topics for thesis defence:

1. Tvar vyleptaného hrotu má zásadní vliv na celkové zesílení ramanského signálu - jedná se v podstatě o další rezonanční ladění, v literatuře poměrně opomíjené i přes benefity, které by mohlo přinést. Vzhledem k pokroku v leptací soustavě, kterého jste dosáhl, zdá se Vám, že jste u jednotlivých leptání viděl náznaky definovatelných změn leptaných hrotů (zejména změnu vrcholového úhlu u dobře hyperbolických hrotů)? Případně, dokázal byste navrhnout další postup, který by k takovémuto chování mohl vést?