IGF



Grupa badawcza


Plazmonika

Lider grupy badawczej: dr Piotr Wróbel

Zakład Optyki Informacyjnej


 

Plazmonika jest nową dziedziną nauki z pogranicza optyki i fizyki ciała stałego badającą oraz wykorzystującą zjawisko powierzchniowego rezonansu plazmonowego (ang. Surface Plasmon Resonance) zachodzącego w wyniku wzbudzenia kolektywnych oscylacji ładunku na powierzchni przewodnika. W efekcie na granicy metal-dielektryk pojawia się powierzchniowa fala elektromagnetyczna (powierzchniowy plazmon-polaryton)wykazująca silne wzmocnienie pola elektromagnetycznego oraz zlokalizowanie przy powierzchni metalu, gdzie głębokość wnikania w ośrodek dielektryczny jest mniejsza od długości fali.

Szczególne własności powierzchniowych plazmonów-polarytonów oraz rozwój metod wytwarzania nanostruktur metalicznych pozwoliły na powstanie nowych kierunków badań, oraz opracowanie nowych układów o dużym znaczeniu poznawczym i aplikacyjnym mających zastosowanie w takich dziedzinach wiedzy jak telekomunikacja, medycyna czy technologiach wykorzystujących odnawialne źródła energii.

 

W naszej grupie zajmujemy się projektowaniem, modelowaniem, wytwarzaniem oraz charakteryzacją nonostruktur plazmonicznych, jak również rozwojem nowych technik wytwarzania oraz charakteryzacji tychże nanostruktur do zastosowań w szeroko pojętej fotonice, fotowoltaice, bioczujnikach i innych.

Do najważniejszych osiągnięć grupy należy opracowanie technologii wytwarzania ultragładkich warstw srebra do zastosowań w układach plazmonicznych oraz wysokorozdzielczych sond do skaningowej mikroskopii bliskiego pola SNOM. Wyniki tych prac zostały opublikowane w następujących artykułach:

  1. Rácz P., Pápa Z., Márton I., Budai J., Wróbel P., Stefaniuk T., Prietl C., Krenn J.R., and Dombi P., 2017: Measurement of Nanoplasmonic Field Enhancement with Ultrafast Photoemission, Nano Letters, vol. 17 (2) , pp. 1181–1186 , 10.1021/acs.nanolett.6b04893
  2. Márton, I., Ayadi, V., Rácz, P., Stefaniuk, T., Wróbel, P., Földi, P., Dombi, P., 2016: Ultrafast Plasmonic Electron Emission from Ag Nanolayers with Different Roughness, Plasmonics, vol. 11 (3) , pp. 811-816 , 10.1007/s11468-015-0113-1
  3. Wróbel P., Stefaniuk T., Trzcinski M., Wronkowska A.A., Wronkowski A., Szoplik T., 2015: Ge wetting layer increases ohmic plasmon losses in ag film due to segregation, ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 7 (17) , pp. 8999–9005 , 10.1021/acsami.5b01471
  4. Wróbel P., Stefaniuk T., Antosiewicz T.J., Libura A., Nowak G., Wejrzanowski T., Andrzejczuk M., Kurzydłowski K.J., Jedrzejewski K., and Szoplik T., 2012: Fabrication of corrugated Ge-doped silica fibers, Optics Express, vol. 20 (13) , pp. 14508-14513 , 10.1364/OE.20.014508

Obecne badania dotyczą

  • badania wpływu własności materiałowych oraz strukturalnych nanostruktur na wydajność wzbudzenia rezonansu plazmonowego.

  • ograniczeniem strat w układach plazmonicznych

  • projektowania czułych nanostruktur do zastosowań w bioczujnikach plazmonowych

  • zastosowania efektów plazmonicznych do poprawy wydajności ogniw słonecznych.

  • wytwarzania nanostruktur plazmonicznych metodą litografii interferencyjnej