Příprava a charakterizace nanostruktur s funkčními vlastnostmi v oblasti plazmoniky

Abstract

Tato dizertční práce se zabývá výrbou a charakterizací plasmonických nanostruktur. Její první část začíná krátkým úvodem do plasmoniky s navazujícím přehledem metod, které jsou v dnešní době nejčastěji používány k výrobě a charakterizaci plasmonických nanostruktur. Druhá část se pak zaměřuje na samotný výzkum, který byl v rámci PhD studia realizován. Cílem prvních experimentů bylo prozkouat možnosti použití elektronové litografie za variabilního tlaku v procesní komoře pro výrobu plasmonických nanostruktur na nevodivých substrátech jako je např. sklo. Jelikož se jedná o materiály, které jsou velice často používány k přípravě plasmonických struktur pacujících v oblasti viditelného světla. Druhá sekce pak diskutuje některé specifické aspekty přípravy plasmonických mikrostruktur elektronovou litografií pro THz oblast. Poslední část se pak zaměřuje na funkční vlastnosti plasmonických nanostruktur, převážně pak na kvantitativní charakterizaci fáze dalekého pole indukovaného plasmonickými nanostrukturami a jejich aplikacemi v oblasti optických metapovrchů - uměle připravených povrchů, které mohou být použity jako planární optické komponenty. Práce demonstruje a diskutuje různé experimentální přístupy použití mimoosové holografické mikroskopie pro jejich charakterizaci.

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.