bakalářská práce

Plazmonicky aktivní nanostruktury pro optické filtrování

Text práce 8.17 MB

Autor práce: Ing. Beáta Idesová

Ak. rok: 2020/2021

Vedoucí: Ing. Katarína Rovenská

Oponent: Mgr. Jiří Liška, Ph.D.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce se zabývá barevnými optickými filtry tvořenými plazmonicky aktivními nanostrukturami a zkoumá parametry, jimiž je možné spektrální propustnost takovýchto filtrů ovlivňovat. Pomocí elektronové litografie a selektivního reaktivního iontového leptání byly vyrobeny plazmonické děrové filtry v hliníkovém filmu na křemenném substrátu. Vytvořená pole nanostruktur, plnící funkce optických filtrů, se lišila tvarem a velikostí nanostruktur, jejich vzájemnou vzdáleností a uspořádáním v polích. Vliv těchto faktorů na transmisní spektra plazmonických filtrů byl experimentálně analyzován pomocí optické spektroskopie. Většina z pozorovaných změn transmisních spekter byla v souladu s rešeršní studií, jež je taktéž součástí této práce. Nejvyšší selektivita barevného filtrování byla pozorována u struktur tvaru rozdělených čtverců, které zároveň vykazovaly poměrně vysokou míru transmisivity.

Klíčová slova:

plazmonické barevné filtry, elektronová litografie, optická spektroskopie

Termín obhajoby

18.06.2021

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Po otázkách oponenta bylo diskutováno: Difrakce na difrakční mížce spektrometru Dieletrická funkce Al, Au, Ag Studentka na otázky odpověděla.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (B-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Katarína Rovenská

Slečna Beáta Idesová sa vo svojej bakalárskej práci zaoberala výrobou a charakterizáciou plazmonických farebných filtrov. Bakalárskej práci, predovšetkým štúdiu relevantnej teórie a výsledkov dosiahnutých s podobnými typmi štruktúr venovala Beáta nadmieru času, čo sa odráža i vo vysokej kvalite textu práce. Postupne zvládla samostatne pristupovať k procesom nutným pre nanoštruktúrovanie kovového filmu a veľmi rýchlo si osvojila i techniku optickej spektroskopie, pomocou ktorej vyrobené farebné filtre charakterizovala. Analýza vplyvov vlastností poľa nanoštruktúr na ich spektrálnu odozvu síce zadanie nereflektuje dokonale, ale jej prevedenie je mimoriadne precízne a ja preto bez pochybností túto záverečnú prácu hodnotím klasifikačným stupňom A, teda výborne.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky 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 B

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Mgr. Jiří Liška, Ph.D.

Předložená práce studentky Beáty Idesové s názvem „Plazmonicky aktivní nanostruktury pro optické filtrování“ se zabývá jednou z moderních aplikací plazmonických nanostruktur. Jedná se o směr, který má vysoký potenciál nalézt své uplatnění v průmyslových aplikacích. Práce je přehledně členěna do pěti kapitol. První dvě popisují elektromagnetické vlastnosti kovů a zaměření na plazmoniku. Třetí, taktéž teoretická část shrnuje srozumitelně výsledky z rešerše literatury o optickém filtrování zejména pomocí plazmonických nanostruktur, např. dopad volby rozměrů použitých struktur, velikosti a typu mřížky na filtrační vlastnosti. Čtvrtá a pátá kapitola představují praktickou část práce. Ve čtvrté kapitole je prezentována výroba vzorků v podobě nanoděr o různých tvarech vyleptaných do tenké hliníkové vrstvy na taveném křemenu. Pátá kapitola je zaměřena na optická měření vyrobených barevných filtrů. V závěru jsou shrnuty dosažené výsledky.
Autorka se sice dopustila v textu několika drobnějších, zejména typografických, chyb či nepřesností, ty ale nemají vliv na kvalitu práce a jejich množství či závažnost nepřevyšuje obvyklou míru. Namátkou některé z nich uvádím:
abstrakt - „na křemenném substrátu“ lépe uvézt „na křemenném skle“ nebo „taveném křemenném substrátu“.
str. 7, rov. 1.7 chybí člen gama v čitateli ve členu zcela napravo.
str. 13, rov. 2.11 chybí ve střední části číslo 4.
str. 13 je napsáno „Poyintingova vektoru“ – správně je „Poyntingova vektoru“.
str. 18 u názvu části 3.1 nedošlo k jeho zalomení a slovo „transmise“ částečně zasahuje do okraje.
Pozitivně hodnotím zvládnutí technologie výroby filtrů pomocí elektronové litografie i reaktivního iontového leptání. Také prezentované výsledky z optických měření ukazují na zvládnutí mikrospektroskopických měření i na vysokou kvalitu zpracování dat.
Práce splňuje požadavky na bakalářskou práci a po úspěšné obhajobě navrhuji celkovou známku A.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky 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
Otázky k obhajobě:
  1. 2) V rešeršní části studentka zmiňuje, že u křemíkových nanostruktur ve tvaru křížů lze volbou polarizace světla ovlivňovat generované barvy. Zohledňují prezentované výsledky polarizaci dopadajícího světla? Jak by se lišilo (schematicky) transmisní spektrum jednoduché plazmonické antény např. nanoobdélníku pro nepolarizované světlo anebo pro podélně a příčně natočené lineárně polarizované světlo vzhledem k hlavní ose antény?
  2. 1) V tabulce Tab. 4.2 chybí některé důležité parametry popisující reaktivní iontové leptání děr do hliníkové vrstvy. Jaký byl pracovní tlak, výkon zdroje, DC Bias, jaká byla nastavena teplota substrátu a očekávaná rychlost leptání? Délka leptacích kroků byla 5 s a 22 s. Jak a proč by se změnily oba tyto časy, kdyby byla vrstva hliníku dvojnásobná?
  3. 3) Na str. 30 k použití křemenné ladičky pro měření deponované vrstvy autorka píše: „Přesnost tohoto zařízení je ovlivněna množstvím materiálu, který je na něm deponován – nepřesnost při výrobě vzorku byla tedy pravděpodobně způsobena tímto faktorem.“ Jak by bylo potřeba postupovat, aby tloušťka deponované vrstvy měla 100 nm a ne pouze 93+/-2 nm?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová