Title
Strukturna i optička svojstva plazmonskih nanočestica srebra dobijenih jonskim bombardovanjem monokristalnog silicijuma
Creator
Modrić-Šahbazović, Almedina, 1985-, 68496649
Copyright date
2020
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 28.11.2020.
Other responsibilities
mentor
Novaković, Mirjana, 1977-, 37210471
član komisije
Dojčilović, Jablan, 1951-, 2226279
član komisije
Popović, Dušan, 1966-, 8020583
Academic Expertise
Prirodno-matematičke nauke
Academic Title
-
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Fizički fakultet
Alternative title
Structural and optical properties of plasmonic silver nanoparticles formed by ion bombardment of monocrystalline silicon
Publisher
[ A. Modrić-Šahbazović]
Format
98 listova
description
prirodno-matematička - fizika / natural sciences - physics
Abstract (sr)
Disertacija se bavi ispitivanjem strukturnih i optičkih svojstava nanočestica srebra u
monokristalnom silicijumu, dobijenih metodom jonske implantacije. Monokristalne Si (100)
podloge su modifikovane nisko-energijskim jonima srebra u procesu jednostrukih implantacija (60
keV i 75 keV) i višestrukih implantacija (75 keV + 60 keV), u opsegu jonskih doza 1013
-1016
jona/cm2
. Odabrani uzorci su zatim odgrijavani na temperaturama od 500°C, 600°C i 700°C.
Struktura i fazni sastav uzoraka su analizirani transmisionom elektronskom mikroskopijom,
fotoemisionom spektroskopijom X-zracima i spektrometrijom Rutherford-ovim povratnim
rasijanjem. Optička svojstva modifikovanih Si podloga i promjene u položaju karakteristične
rezonancije površinskog plazmona (SPR) određeni su iz elipsometrijskih mjerenja. Pokazano je da
se definisanjem parametara implantacije (doze implantacije i energije jona) mogu postići uslovi za
formiranje uniformno raspoređenih Ag nanočestica u pod-površinskoj oblasti Si matrice. Uzorci su
pokazali prisustvo intenzivnog SPR maksimuma u oblasti većih talasnih dužina (>650 nm).
Promjene u strukturnim svojstvima, kao što su broj i veličina Ag čestica i stepen oštećenja Si
matrice, indukovane jonskim snopom direktno se manifestuju na oblik i položaj SPR maksimuma
nanočestica srebra. Eksperimentalno uočene promjene položaja SPR maksimuma su poređene sa
teorijskim vrijednostima, predviđenim Mie-ovom i Maxwell-Garnett-ovom teorijom. Odstupanje od
teorijskih SPR položaja se može objasniti snažnim efektom okolne matrice, koji nije uključen u
teorijske analize. Konačno, predstavljeni su rezultati nanostrukturiranja Si podloga korišćenjem
metode selektivne jonske modifikacije (implantacijom kroz polistirensku nanomasku) i ispitana
optička svojstva ovako formiranih sistema.
Abstract (en)
The dissertation deals with the structural and optical properties of silver nanoparticles
formed in monocrystalline silicon by using ion implantation process. Monocrystalline Si (100)
substrates were modified by single (60 keV and 75 keV) or multiple (75 keV + 60 keV) low energy
silver ion irradiation with fluences in the range 1013
-1016 ions/cm2
. Selected samples were then
annealed at 500°C, 600°C and 700°C. Structural and compositional characterization of the samples
was done by transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and Rutherford
backscattering spectrometry. The optical properties of the irradiated Si substrates and the position of
the surface plasmon resonance peak (SPR) were determined from ellipsometric measurements. By
defining implantation parameters (irradiation fluence and ion energy) conditions for the formation
of uniformly distributed Ag nanoparticles in the sub-surface region of Si could be achieved. The
samples showed the presence of an intense SPR peak in the high-wavelengths region (> 650 nm).
Changes in structural properties, such as the number and size of Ag particles and also the ion-beam
induced damage in Si substrate directly impact the shape and position of the SPR peak of silver
nanoparticles. The experimentally observed changes in the SPR peak position are compared with
the theoretical values predicted by Mie's and Maxwell-Garnett's theory. The deviation from the
theoretical SPR positions can be explained by the strong effect of the surrounding medium, which is
not included in the theoretical predictions. Finally, the results of nanostructuring of Si substrates
using the selective ion-beam modification method (implantation through polystyrene nanomask) are
presented together with the optical properties examination.
Authors Key words
silicijum, jonska implantacija, Ag nanočestice, spektroskopska elipsometrija, SPR
efekat, PS nanomaska, TEM, RBS, XPS
Authors Key words
silicon, ion implantation, Ag nanoparticles, spectroscopic ellipsometry, SPR effect, PS
nanomask, TEM, RBS, XPS
Classification
544.773.432:538.9:620.1(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Disertacija se bavi ispitivanjem strukturnih i optičkih svojstava nanočestica srebra u
monokristalnom silicijumu, dobijenih metodom jonske implantacije. Monokristalne Si (100)
podloge su modifikovane nisko-energijskim jonima srebra u procesu jednostrukih implantacija (60
keV i 75 keV) i višestrukih implantacija (75 keV + 60 keV), u opsegu jonskih doza 1013
-1016
jona/cm2
. Odabrani uzorci su zatim odgrijavani na temperaturama od 500°C, 600°C i 700°C.
Struktura i fazni sastav uzoraka su analizirani transmisionom elektronskom mikroskopijom,
fotoemisionom spektroskopijom X-zracima i spektrometrijom Rutherford-ovim povratnim
rasijanjem. Optička svojstva modifikovanih Si podloga i promjene u položaju karakteristične
rezonancije površinskog plazmona (SPR) određeni su iz elipsometrijskih mjerenja. Pokazano je da
se definisanjem parametara implantacije (doze implantacije i energije jona) mogu postići uslovi za
formiranje uniformno raspoređenih Ag nanočestica u pod-površinskoj oblasti Si matrice. Uzorci su
pokazali prisustvo intenzivnog SPR maksimuma u oblasti većih talasnih dužina (>650 nm).
Promjene u strukturnim svojstvima, kao što su broj i veličina Ag čestica i stepen oštećenja Si
matrice, indukovane jonskim snopom direktno se manifestuju na oblik i položaj SPR maksimuma
nanočestica srebra. Eksperimentalno uočene promjene položaja SPR maksimuma su poređene sa
teorijskim vrijednostima, predviđenim Mie-ovom i Maxwell-Garnett-ovom teorijom. Odstupanje od
teorijskih SPR položaja se može objasniti snažnim efektom okolne matrice, koji nije uključen u
teorijske analize. Konačno, predstavljeni su rezultati nanostrukturiranja Si podloga korišćenjem
metode selektivne jonske modifikacije (implantacijom kroz polistirensku nanomasku) i ispitana
optička svojstva ovako formiranih sistema.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.