Doctoral Thesis

Fabrication and characterization of nanostructures with functional properties in the field of plasmonics

Final Thesis 19.12 MB Summary of Thesis 11.7 MB

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

Acad. year: 2019/2020

Supervisor: prof. RNDr. Petr Dub, CSc.

Reviewers: Dr.techn. Ing. Hermann Detz, Mgr. Milan Vala, Ph.D.

Abstract:

This PhD thesis deals with fabrication and characterisation of plasmonic nanostructures. The first part begins with short introduction into plasmonics following with description of methods, that are nowadays used for plasmonic nanostrucuture fabrication and characterisation.
The second part of the thesis focusses on experiments, that have been done. The first one explores possibilities for application of variable pressure electron beam lithography for fabrication of plasmonic nanostructures on non-conductive substrates which can be useful for easy prototyping structures for the visible region. The next section discusses some aspects of fabrication of large plasmonic microstructures in the terahertz region using Electron beam lithography. The last part is dedicated to functional properties of plasmonic nanostructures, especially to quantitative characterization of far-field phase induced by plasmonic nanostructures and their applications in the field of optical metasurfaces - artificially designed surfaces, that can be used as planar optical components. The characterization is done using off-axis holographic microscopy. Different experimental approaches with respect to this technique are demonstrated and discussed.

Keywords:

Electron beam lithography, EBL, Holographic microscopy, CCHM, plasmonics, metasurfaces, nanoantennas

Date of defence

08.09.2020

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaPznamka

Process of defence

Práce Ing. Babockého se věnuje přípravě a charakterizaci velkoplošných plazmonických nanostruktur pro vybarvování 2D objektů, THz plazmonických antén s aplikacemi v oblasti EPR a dále kvantitativnímu určování fáze světelných paprsků formovaných plazmonickými metapovrchy. Jedná se o téma vysoce aktuální, což je potvrzeno i publikacemi v prestižních vědeckých časopisech jako Nano Letters nebo ACS Photonics. Stanovené cíle disertace byly splněny. Obě prezentované tematiky, tj. vývoj metod pro spolehlivou a reprodukovatelnou výrobu plazmonických nanostruktur na nestandardních substrátech a metod pro jejich optickou charakterizaci mají nesporný význam pro rozvoj nanoplazmoniky a můžou urychlit a zjednodušit cestu k vývoji optických prvků založených na takovýchto strukturách a metapovrších. Práce psaná v angličtině je na dobré úrovni. V průběhu obhajoby student prokázal výbornou orientaci v studované probematice a uspokojivě zodpověděl všechny dotazy a připomínky oponentů a komise.

Language of thesis

English

Faculty

Středoevropský technologický institut VUT

Department

Central European Institute of Technology BUT

Study programme

Advanced Materials and Nanosciences (STIPMNK)

Field of study

Advanced nanotechnologies and microtechnologies (PNTMT)

Composition of Committee

prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Radimír Vrba, CSc. (místopředseda)
Dr.techn. Ing. Hermann Detz (člen)
Mgr. Milan Vala, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. RNDr. Petr Dub, CSc.

viz posudek v pdf.
File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 117,04 kB

Reviewer’s report
Dr.techn. Ing. Hermann Detz

viz posudek v pdf.
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 159,45 kB

Reviewer’s report
Mgr. Milan Vala, Ph.D.

viz posudek v pdf.
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 376,75 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová