Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Spektroskopie nanostruktur

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 653-3160/01
Zkratka SN
Název předmětu česky Spektroskopie nanostruktur
Název předmětu anglicky Spectroscopy of Nanostructures
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra materiálového inženýrství a recyklace
Garant předmětu doc. Dr. Mgr. Kamil Postava

Osnova předmětu

Předmět se zabývá metodami, fyzikálním popisem a aplikacemi optické spektroskopie. Obsahem výuky je:
1. Fyzikální principy optické spektroskopie, původ spektrálních závislostí optických parametrů, Kramers-Kronigovy relace a jejich využití ve spektroskopii.
2. Modelování šíření světla ve spektroskopii, reflexní, transmisní a absorpční spektra látek, systémů tenkých vrstev a nanostruktur.
3. Disperzní prvky, mřížka disperzní hranol, interferenční metody v infračervené spektroskopii, spektroskopie v časové doméně. Zdroje, detektory, materiály používané v optické spektroskopii.
4. Spektroskopie ve viditelné, blízké ultrafialové a blízké infračervené oblasti (komponenty spektrometrů, dvousvazkový spektrometr, rozlišovací mez a přístrojová funkce monochromátoru).
5. Spektroskopická elipsometrie (měření elipsometrických úhlů, zobecněná elipsometrie, elipsometrie Muellerovy matice, metody zpracování elipsometrických dat).
6. Spektroskopie ve střední infračervené oblasti (fyzikální původ infračervených absorpcí, charakteristická vibrační spektra, symetrie, princip FTIR spektrometru, apodizace, ATR, IRRAS), Ramanova spektroskopie.
7. Magnetooptická spektroskopie (původ magnetooptických jevů, Kerrův, Faradayův a Voightův magnetooptický jev, vektorová magnetometrie).
8. Původ spektrálních funkcí pocházejících od volných nábojů, Drude člen, souvislost s elektrickými vlastnostmi látek. Debye model, popis absorpcí polárních kapalin.
9. Model tlumeného harmonického oscilátoru, využití pro popis mezipásových přechodů, aplikace v infračervené spektroskopii pro popis vibračních spekter.
10. Semiklasická teorie popisu spekter krystalů, pásový model, polykrystalické a amorfní materiály, excitony.
11. Původ a modelování infračervených vibračních a rotačních spekter.
12. Modelování spekter nanostrurovaných a nanokompozitních materiálů. Využití teorie efektivního prostředí, Maxwell-Garnet a Bruggemanův vztah. Popis periodických a anozotropních systémů, plazmonika.

Povinná literatura

HOLLAS, J. M., Modern Spectroscopy (4th ed.), John Willey & Sons, 2009.
FOX, M., Optical properties of solids, Oxford Univ. Press, 2003.
STENZEL, O., The physics of thin film optical spectra, Springer, Berlin, 2005.
Saleh, B. E. A. Teich, M. C., Fundamentals of Photonics,3rd ed., John Willey, 2019 (český překlad Základy fotoniky, Matfyzpress ,1994).

Doporučená literatura

OHLÍDAL, I., FRANTA, D.: Ellipsometry of thin film systems, In: Progress in Optics, Vol. 41, Ed. E. Wolf, 2000.
LUTH, H., Solid surfaces, interfaces and thin films, Springer, Berlin 2001.