Geri Dön

Localized surface plasmons in metal nanoparticles engineered by electron beam lithography

Elektron demet litografisi ile işlenmiş metal nanoparçacıklarda lokalize yüzey plazmonları

  1. Tez No: 255347
  2. Yazar: URCAN GÜLER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 114

Özet

Bu çalısmada ısığın görünür bölgedeki dalga boylarına görece daha küçükboyutlarda metal nanoparçacıkların optik davranısları deneysel ve nümerik olarakincelenmistir. Diğer metallere göre daha verimli optik özellikler gösteren altın(Au) ve gümüs (Ag) ağırlıklı olarak ele alınmıstır. Belirli çift kutup yaklasımı(DDA) esas alınarak gelistirilen yazılım yardımı ile farklı malzeme, sekil veboyutlara sahip metal nanoparçacıkların söndürme verimlilikleri hesaplanmıstır.Kendi içerisinde tutarlı sekil ve ölçülere sahip parçacıkların üretilebilmesi içinelektron demet litografisi (EBL) yöntemi kullanılmıstır. Farklı elektrikseliletkenliklere sahip alttasların üzerine, 50 nm boyutlarına kadar küçültülmüs farklıparçacıkların islenebilmesi için gerekli olan doz parametreleri tartısılmıstır. Demetakımının, doz ve parçacık boyutu arasındaki iliskiye etki ettiği gözlemlenmistir.Yalıtkan alttasların islenebilmesi için gerekli olan ince Au filminin kullanılısı vebu sırada gerekli olan ek islemlerin getirdiği kirlenmenin giderilis yöntemi sonucabağlanmıstır. 4 nm kalınlığındaki Au filmlerin yalıtkan alttaslar için gerekli olaniletkenliği sağladığı sonucuna varılmıstır. EBL yöntemi ile üretilen küçükboyutlardaki örneklerin yansıma ve geçirgenlik ölçümlerinin yapılmasınısağlayacak bir optik düzenek tasarlanarak kurulmus ve taramalı elektronmikroskopu (SEM) ile nanoparçacıkların biçimsel özellikleri gözlemlenereklokalize plazmon rezonanslarına etki eden mekanizmalar incelenmistir. 50 ? 200nm boyutları arasında üretilen metal nanoparçacıkların boyutları, sekilleri,aralarındaki mesafe ve içinde bulundukları ortamın optik sabitleri rezonansdavranısında etkili olmustur. Elipsoidal parçacıklarda farklı boyutlardakieksenlerin farklı dalga boylarında rezonansa neden oldukları polarize ısıkkullanılarak gösterilmistir. Ayrıca, polarize olmayan ısık kullanıldığında, her ikieksenden elde edilen rezonans tepelerinin zayıfladığı gözlemlenmistir.

Özet (Çeviri)

In this study, optical behavior of metal nanoparticles having dimensions smallerthan the wavelength of visible light is studied experimentally and numerically.Gold (Au) and silver (Ag) nanoparticles are studied due to their superior opticalproperties when compared to other metals. A compact code based on DiscreteDipole Approximation (DDA) is developed to compute extinction efficiencies ofnanoparticles with various different properties such as material, dimension andgeometry. To obtain self consistent nanoparticle arrays with well definedgeometries and dimensions, Electron Beam Lithography (EBL) technique ismainly used as the manufacturing method. Dose parameters required to producenanoparticles with dimensions down to 50 nm over substrates with differentelectrical conductivities are determined. Beam current is found to affect the doseVsize relation. The use of thin Au films as antistatic layer for e-beam patterningover insulating substrates is considered and production steps, involvinginstabilities due to contaminants introduced to the system during additionalremoval steps, are clarified. 4 nm thick Au layer is found to provide sufficientconductivity for e-beam patterning over insulating substrates. An optical setupcapable of performing transmittance and reflectance measurements of sampleshaving small areas patterned with EBL is designed. Sizes of the metalnanoparticles are determined by scanning electron microscope (SEM) and spectraldata obtained using the optical setup is analyzed to find out the parametersaffecting the localized surface plasmon resonances (LSPR). Arrays of particleswith diameters between 50 ? 200 nm are produced and optically analyzed. Sizeand shape of the nanoparticles are found to affect the resonance behavior.Furthermore, lattice constants of the particle arrays and surrounding medium arealso shown to influence the reflectance spectra. Axes with different lengths inellipsoidal nanoparticles are observed to cause distinguishable resonance peakswhen illuminated with polarized light. Peak intensities obtained from bothpolarizations are observed to decrease under unpolarized illumination. Binarysystems consisting of nanosized particles and holes provided better contrast fortransmitted light.

Benzer Tezler

  1. Molecular recognition based self assembly of engineered proteins on nanoscaled gold surfaces

    Nano-ölcek metal yüzeylerde moleküler tanıma esaslı kendiliğinden montaj olabilen protein tasarımı

    BANU TAKTAK KARACA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Biyokimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANDAN TAMERLER

    YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BALTA

  2. The use of gold and silver nanoparticles for surface enhanced fluorescence (SEF) of dyes

    Altın ve gümüş nanoparcaçıkların boyalarda yüzeyde güçlendirilmiş floresans çalışmaları için kullanımı

    TACETTİN ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Bölümü

    PROF. DR. MÜRVET VOLKAN

  3. Kırılma indisi güçlendirilmiş plazmonik aygıtlarda ışık yayılımı

    Pulse propagation on index-enhanced plasmonic devices

    ELİF ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET EMRE TAŞGIN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ RASİM VOLGA OVALI

  4. Yerelleşmiş yüzey plazmon spektroskopisi ile yüzey plazmon rezonans spektroskopisinin sensör uygulamalarında karşılaştırmalı incelenmesi

    Comperative i̇nvestigation of localized surface plasmon resonance spectroscopy and surface plasmon resonance spectroscopy in sensor application

    GÜLAN BİNGÖL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik MühendisliğiDicle Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATMA FİGEN BİNBAY

  5. Selective plasmonic control of excitons and their non-radiative energy transfer in colloidal semiconductor quantum dot solids

    Kolloidal yarıiletken kuvantum noktacık filmlerinde ekzitonların seçimli plazmonik kontrolü ve radyasyonsuz enerji transferleri

    TUNCAY ÖZEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR