Master's Thesis

Optical response of asymmetric plasmonic structures

Final Thesis 7.91 MB

Author of thesis: Ing. Jiří Babocký, Ph.D.

Acad. year: 2013/2014

Supervisor: prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Vladimír Kolařík, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis deals with study of resonance modes of plasmonic structures. First part provides an overview of theoretical models, which explain the resonanace modes in plasmonic structures. Next part describes technology of electron beam lithography. First section of experimental part deas with technological processes leading to an improvement of resulting structures made by electron beam lithography that is followed by lift-off process. Last part focuses on a study of reflectance spactra of plasmonic antenas and the identification of resonance modes.

Keywords:

EBL, electron beam lithography, FTIR, plasmonic antennas, optical properties

Date of defence

23.06.2014

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (N3901-2)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (M-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
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Diplomová práce se věnuje litografické přípravě plazmonických antén s asymetrickou geometrií. I přes fakt, že většinu času se student potýkal s nefunkčností experimentálních zařízení, se podařilo dosáhnout výsledku: připravit vhodné struktury a změřit jejich optickou odezvu. Student na své práci pracoval samostatně a jeho práci bych vytknul pouze liknavost, s jakou započínal s prací na nových systémech či novými materiály. Toto však vylo bohatě kompenzováno pílí a pracovním nasazením. Práci hodnotím stupněm 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

Diplomová práce se věnuje litografické přípravě plazmonických antén a měření jejich spektrální odezvy v infračervené oblasti. Práce má velmi dobrou úroveň.
Práce se skládá z úvodu, obecné části (kapitoly 2 5), praktické části (kapitoly 6 7) a závěru. Práce je sepsána srozumitelně, je vhodně členěna, obsahuje minimum překlepů i stylistických nepřesností, její grafická úprava má velmi dobrou úroveň.
Po odborné stránce je práce rovněž na velmi dobré úrovni. Celkový dojem mi kazí zejména dva aspekty. Zaprvé, předchozí práce (strana 13, [12]), zkoumá struktury s rozsahem asymetrie (poměr hlavních rozměrů vázaných antén) zhruba 1:1,5 až 1:9 (viz obrázek 2.7). Zatímco v předložené práci je rozsah asymetrie pouze 1:1 až 1:1,25 (viz tabulky 7.1 a 7.2). Druhá poznámka se týká nedotaženosti záležitosti s určením rozptylových koeficientů a ošetření proximity efektu (odstavec 6.2).
Drobnosti: osamocená písmena na koncích řádků; mohl by být uveden seznam obrázků případně i seznam použitých symbolů; chybí číslování rovnic v kapitolách 2.4 a 2.5; u rovnice 6.1 není zřejmé, zda ji autor odvodil, či zda je převzata z [31]; poněkud odvážné tvrzení, že s PMMA se dá dosáhnout rozlišení pod 10 nm (bez citace); formulace „PMMA přechází do pozitivního režimu“ (strana 31) asi není úplně správně; obrázek 3.9 na straně 23 vpravo dole není přesný; chybějící písmenko v názvu (čtvrté) kapitoly; nepříliš šťastné rozdělení názvu sedmé kapitoly (navíc předpona nano  zde není úplně na místě); obrázky v sedmé kapitole by bylo vhodné identifikovat (např. u obrázků 7.3 až 7.5 uvést navržené rozměry).
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. 1. Uveďte, jaký rezist byste použil z hlediska maskování zlata (vrstva 60 nm) pro leptání v RIE (zaměřte se na selektivitu leptání). 2. Která technika nanášení tenkých vrstev kovů (naprašování, napařování) je pro lift off vhodnější, a proč? 3. Jakým způsobem by šlo zamezit, aby po vyvolávání nezůstaly zbytky rezistu ve strukturách, aniž by se musela zvyšovat expoziční dávka? 4. Velikosti navržených struktur jsou kolem mikronu, rezonance kolem šesti mikronů. Můžete to okomentovat? 5. Bylo by vhodné se kratičce zmínit o "nevodivých a vodivých substrátech", viz druhý bod zadání práce.

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová