Визначення товщини нанорозмірних металевих плівок оптичних сенсорів
Вантажиться...
Дата
2022-12
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. Для вимірювання низьких концентрацій досліджуваних речовин та аналізу процесів в нанорозмірних досліджуваних шарах в реальному часі використовують високочутливі оптичні сенсори на основі явища поверхневого плазмонного резонансу. Такі сенсори мають широке застосування для аналізу газових та рідких середовищ в харчовій, хімічній, фармацевтичній промисловості, в екології та медицині.
Однією зі складових сенсорів на основі явища поверхневого плазмонного резонансу є металева нанорозмірна плівка для поширення плазмонів на її поверхні. Існує певна оптимальна товщина металевої плівки для кожної довжини хвилі випромінювання, яка характеризується мінімальним значенням коефіцієнту відбиття та від якої залежать кутове положення мінімуму та ширини характеристики відбиття сенсора. У зв’язку з цим актуальною задачею є контроль та оптимізація товщини плівки стосовно зниження оптичних втрат.
Для того, щоб визначати товщину нанорозмірних плазмон-носійних шарів застосовують безліч методів контолю. Необхідно обґрунтувати використання простого фотометричного методу визначення товщини нанорозмірних плівок, нанесених на прозору діелектричну підкладинку оптичних сенсорів, з метою експресного контролю параметрів плівки.
Об’єктом дослідження є оптичні сенсори поверхневого плазмонного резонансу.
Предмет дослідження – процес визначеня товщини металевих шарів сенсорів поверхневого плазмонного резонансу.
Метою магістерської роботи є визначення впливу товщини нанорозмірних металевих шарів на їх спектри пропускання та форму резонансних характеристик сенсорів на основі явища поверхневого плазмонного резонансу та розробка схемних рішень та конструкції системи для визначення товщини даних шарів.
Методи дослідження. Спектрофотометрія, рефрактометрія на основі явища поверхневого плазмонного резонансу, методи математичної обробки інформації, системний аналіз.
Наукова новизна роботи полягає у тому, що набуло подальшого розвитку дослідження впливу товщини металевого шару на форму резонансної характеристики сенсорів на основі явища поверхневого плазмонного резонансу та спектральні характеристики, що дозволило встановити залежність між товщиною та відповідними коефіцієнтами пропускання нанорозмірних шарів та обрати оптимальну довжину хвилі випромінювання.
Практична цінність полягає в розробці системи визначення товщини нанорозмірних металевих плівок оптичних сенсорів із застосуванням макету експресної малогабаратної вимірювальної установки з малою потужністю споживання та з обраною оптимальною довжиною хвилі випромінювання.
Апробація роботи. Результати роботи висвітлені в наступних статтях та публікаціях:
1. Дорожинська Г. В., Григорчук М. О., Дорожинський Г. В Визначення товщини плазмон-носійних шарів фотометричним методом / Оптоелектроніка та напівпровідникова техніка. – 2022. – №57. – С. 152-159.
2. Григорчук М. О., Дорожинська Г. В. Визначення товщини нанорозмірних плівок фотометричним методом / ХVIII Науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Ефективність та Автоматизація інженерних рішень у приладобудуванні». – Київ, Україна. – 06-07 грудня, 2022. C. 152-155.
Опис
Ключові слова
поверхневий плазмонний резонан, товщина нанорозмірних плівок, спектрофотометрія, спектральні характеристики, surface plasmon resonance, thickness of nanoscale films, spectrophotometry, spectral characteristics
Бібліографічний опис
Григорчук, М. О. Визначення товщини нанорозмірних металевих плівок оптичних сенсорів : магістерська дис. : 152 Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка / Григорчук Марія Олександрівна. – Київ, 2022. – 110 с.