Povrchová plazmonová rezonance a disperzní charakterizace vrstev a analytů

Jakub Chylek

Diplomová práce

Surface plasmon resonance and dispersion characterization of films and analytes

Anotace:

Diplomová práce je zaměřena na charakterizaci materiálů v plazmonické struktuře s využitím jevu povrchové plazmonové rezonance (SPR) v Kretschmannově uspořádání. Součástí práce jsou elipsometrická měření, která slouží k určení optických charakteristik vrstev plazmonické struktury. Na základě této charakterizace je vytvořen teoretický model, který využívá simulace metodou konečných prvků (FEM) v softwaru COMSOL Multiphysics. V rámci této práce byla provedena také měření spektrálních závislostí poměrů odrazivostí a spektrálních fázových posuvů pro více úhlů dopadu pro analyty vzduch/voda. Experimentální výsledky jsou následně porovnány s výsledky teoretického modelu. Na základě porovnání těchto výsledků, které vykazují dobrou shodu, je pak diskutováno využití tohoto způsobu charakterizace pro měření disperze analytů.

Abstract:

This thesis is focused on characterization of materials in plasmonic structure using surface plasmon resonance (SPR) in the Kretschmann configuration. Part of this work deals with elipsometric measurements, which are used to determine optical characteristics of individual layers of the plasmonic structure. Based on these optical characteristics a theoretical model is build, followed by simulations using a finite element method (FEM) in software COMSOL Multiphysics. In this work, the spectral phase shift and spectral dependence of the reflectance ratio are measured for various angles of incidence for analytes air/water. Experimental results are afterwards compared with theoretical model. Based on these results, which are in good agreement with theory, usage of this method of characterization for measurement of disperision properties of analytes is further discussed.

Klíčová slova

povrchová plazmonová rezonance, Kretschmannovo uspořádání, elipsometrie, metoda konečných prvků, COMSOL Multiphysics, fázový posuv, odrazivost, disperze, analyt, voda

Keywords

surface plasmon resonance, Kretschmann configuration, elipsometry, finite element method, COMSOL Multiphysics, phase difference, reflectivity, dispersion, analyte, water

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 22. 6. 2020
• Vedoucí: Petr Hlubina
• Oponent: Ivan Richter

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program:
Aplikovaná fyzika