Bachelor's Thesis

Study of Properties of Surface Plasmon Polariton by Using Scanning Near-Field Optical Microscopy

Final Thesis 9.07 MB

Author of thesis: Ing. Tomáš Neuman, Ph.D.

Acad. year: 2011/2012

Supervisor: Ing. Petr Viewegh, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D.

Abstract:

This bachelor`s thesis deals with the study of properties of surface plasmon polaritons (SPPs) propagating along  the metal - dielectric interface. The interference of SPPs was experimentally examined by a scanning near-field optical microscope (SNOM) on plasmonic structures prepared by focused ion beam (FIB) etching. Interference patterns caused by SPPs propagating from prepared excitation slits were observed. Detected interference patterns were theoretically discussed. Finally, the sensitivity of the SPP coupling on the polarization of the excitation laser beam was experimentally confirmed.

Keywords:

Surface plasmon polariton, scanning near-field optical microscope, plasmonics, focused ion beam.

Date of defence

20.06.2012

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Physical Engineering

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3901-3)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (B-FIN)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Petr Viewegh, Ph.D.

Student Tomáš Neuman ve své bakalářské práci s názvem "Studium vlastností povrchových plazmonových polaritonů pomocí rastrovací optické mikroskopie v blízkém poli" splnil všechny cíle a zadání na výbornou. Jeho interpretace dosažených výsledků, pracovitost i práce samotná velmi předčila standardní úroveň bakalářských prací. Očekává se, že dosažené výsledky budou základem vědeckého článku publikovaného v impaktovaném časopise. Z těchto důvodů navrhuji k obhajobě výslednou známku A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D.

Autor se ve své práci zaměřuje na detekci plazmonových polaritonů na rozhraní kov-dielektrikum. Nejprve se věnuje úvodu do elektrodynamiky, dále optickým vlastnostem kovových materiálů a popisu povrchových plazmonových polaritonů. Následuje experimentální část, v níž prezentuje své výsledky a komentuje je. 
Z textu jednoznačně vyplývá, že autor problematiku zvládl. Práce je napsána přehledně, formulace jsou srozumitelné pro i čtenáře, kteří se v dané problematice ne zcela orientují. Diskuse pomocí jednoduchých analytických modelů názorně vysvětluje experimentální výsledky a zároveň ukazuje na autorovu zálibu v matematickém popisu fyzikálních zjevů.

V práci se vyskytuje malé množství překlepů. Chyby formálního charakteru jsou zmíněny v následujícím výčtu:

1. Str. 6, vztah (2.12) vpravo: V pravé straně rovnice chybí permeabilita vakua.
2. Str. 8, 3. řádek: Chybí šipka nad symbolem K_f.
3. Str. 9, nadpis odst. 2.2.2 a dále: V příjmení Hermanna von Helmholtze chybí písmeno z.
4. Str. 30, poslední odst., 4. řádek: Gallium se i v češtině píše se dvěma l.
5. Str. 32, vztahy (5.1-4): Pokud zapisujeme, že veličina je úměrná nějakému výrazu, neuvádíme konstantu úměrnosti, neboť ta je inherentně obsažena již v samotné úměrnosti.
6. Str. 39, obr. 5.12b: Vynesené body v grafu je vhodné proložit křivkou, popř. spojit body sousední, aby oko čtenářovo mohlo být lépe vedeno změnami hodnot závislé veličiny.
7. Str. 41, obr. 5.15: Na svislé ose je uvedena funkce epsilon_r(omega), avšak na vodorovné ose je vynesena veličina lambda_0.
8. Str. 51, odkaz [6]: V němčině se podstatná jména píší s velkým prvním písmenem.

Na základě výše zmíněného konstatuji, že autor splnil všechny požadavky a cíle zadání, doporučuji bakalářskou práci k obhajobě a hodnotím ji výsledným klasifikačním stupněm výborně/A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Na str. 45 v obr. 5.19 jsou porovnány obrázky povrchových plazmonových polaritonů při různých polarizacích dopadajícího světla pro úhly mezi drážkami 5°, 10° a 15°, přičemž nejvýrazněji se excitované evanescentní vlny ukazují pro úhel 10°. Lze z této skutečnosti usuzovat na to, jak závisí amplituda interference vln na úhlu střihu, nebo je měření příliš ovlivněno nastavením stopy na budicí drážky?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová