Plasmonová resonance s měřením fáze

Mgr. Jan Dvořák, Ph.D.

Doctoral thesis

Surface plasmon resonance with measurements of phase

Anotácia:

Předkládaná práce se věnuje rozvoji techniky SPR (Surface Plasmon Resonance) využívané k detekci tenkých (biologických) vrstev a k popisu kinetických a vazebných vlastností biologických látek. Byl vybudován detektor na bázi rezonance povrchového plasmonu, který byl oproti běžným konfiguracím rozšířen o možnost měření relativní fáze pomocí elispometrie totálního vnitřního odrazu (TIRE). V první kapitole předkládané práce se tak věnujeme popisu fyzikální principů potřebných k pochopení funkce těchto experimentálních metod. V druhé kapitole se obšírněji věnujeme optickým vlastnostem kovů, a hlavně zlata. Následuje kapitola vysvětlující principy SPR, elipsometrie a jejich kombinace. Relativně obsáhlá kapitola je pak věnována experimentálnímu uspořádání a principu experimentů, jelikož dosažení potřebných citlivostí nebylo triviálním úkolem. Dále následuje několik ukázkových experimentů, které ilustrují užitečnost námi navrhované metody zpracování dat SPR-TIRE.

Abstract:

This dissertation thesis addresses the topic of SPR (Surface Plasmon Resonance), the detection technique mainly used for the detection of thin (biological) layers and for a measurement of kinetic and binding properties of biological substances. The surface plasmon resonance detector was built and extended for the possibility of the relative phase measurements using total internal reflection ellipsometry (TIRE). In the first chapter of the presented work we describe the physical principles which are needed to understand the function of these experimental methods. In the second part we deal extensively with the optical properties of metals, especially gold. Chapter explaining the principles of SPR, ellipsometry and TIRE follows. Relatively comprehensive chapter is devoted to the experimental setup and detail explanation of the experiments. The last chapter presents several concrete experiments to illustrate usefulness of proposed SPR-TIRE data processing methods.

Kľúčové slová

Optika, Vrstevnatý systém, Zlato, Stříbro, Optické vlastnosti, Plasmon, Plasmonika, Nanočástice, Spektroskopie, Elipsometrie, TIRE, Optics, Layered system, Gold, Silver, Optical Properties, Plasmonics, Nanoparticles, Spectroscopy, Ellipsometry

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 2. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 7. 5. 2021
• Vedúci: prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.
• Oponent: Mgr. Vlastimil Křápek, Ph.D., doc. RNDr. Petr Skládal, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Physics / Condensed Matter Physics