717-9030/01 – Optická spektroskopie a elipsometrie nanostruktur (OSEN)

Garantující katedraKatedra fyzikyKredity10
Garant předmětudoc. Dr. Mgr. Kamil PostavaGarant verze předmětudoc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2016/2017Rok zrušení2017/2018
Určeno pro fakultyUSPUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
POS40 doc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zkouška 0+0
kombinovaná Zkouška 0+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Základním cílem předmětu je seznámit studenty s metodami optických spektroskopií, které se používají ke studiu tenkých vrstev a nanostrukturovaných periodických a kompozitních materiálů. Důraz je kladen na fyzikální principy optické spektroskopie, metody měření a zpracování naměřených dat, specifika povrchů, nanočástic periodických systémů a efektivních medií. Předmět zahrnuje metody transmisní a reflexní spektroskopie, spektroskopické elipsometrie, infračervené spektroskopie a magnetooptické spektroskopické elipsometrie.

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře
Individuální konzultace

Anotace

1. Fyzikální principy optické spektroskopie a elipsometrie - elektronové přechody a původ spektrálních závislostí optických parametrů, modelování dielektrických funkcí materiálů - Kramers-Kronigovy disperzní relace, vztah absorpce a disperze - spektrální zařízení (disperzní hranol, mřížka, Fabry-Perotův interferometr) - vybrané partie optiky tenkých vrstev, metody efektivních prostředí a jejich využití v optické spektroskopii 2.Reflexní a transmisní spektroskopie ve viditelné, blízké ultrafialové a blízké infračervené oblasti - komponenty spektrometrů, dvousvazkový spektrometr - materiály používané v optické spektroskopii - rozlišovací mez a přístrojová funkce monochromátoru - nadstavba přístrojů pro měření reflexních spekter, integrační koule 3.Spektroskopická elipsometrie - metody elipsometrie, měření elipsometrických úhlů psi a delta, zobecněná elipsometrie a polarimetrie Muellerovy matice - typy elipsometrů (elipsometrie nulovací, polarizačně modulační, s rotujícím analyzátorem a s rotujícím kompenzátorem) - metody středování a kompenzace chyb, metody zpracování elipsometrických dat 4.Spektroskopie ve střední infračervené oblasti - fyzikální původ infračervených absorpcí, charakteristická vibrační spektra - princip spektrometru využívající Fourierovy transformace (FTIR), zpracování interferogramu - speciální metody infračervené spektroskopie - ATR, IRRAS - modelování absorpčních maxim, chemická analýza 5.Magnetooptická spektroskopie - původ magnetooptických jevů, Kerrův, Faradayův a Voightův magnetooptický jev, - dělení magnetooptických jevů podle směru magnetizace - specifika magnetooptických elipsometrů 6.Moderní a doplňkové směry optické spektroskopie - emisní spektroskopie, laserová spektroskopie, fotoluminiscenční a fluorescenční spektroskopie - Ramanova spektroskopie - spektroskopie s časovým rozlišením - spektrální měření na ultratenkých vrstvách, difrakce na periodických mřížkových systémech

Povinná literatura:

S. Svanberg, Atomic and molecular spectroscopy: basic aspects and practical applications, Springer-Verlag, Berlin 1991. R. M. A. Azzam, N. M. Bashara, Ellipsometry and polarized light, North-Holland, Amsterdam 1977. H. Fujiwara, Spectroscopic Ellipsometry: Principles and Applications, John Wiley & Sons 2007. P. Griffiths, J. A. De Haseth, Fourier Transform Infrared Spectrometry (Chemical Analysis: A Series of Monographs on Analytical Chemistry and Its Applications), Wiley 2nd. Ed, 2007.

Doporučená literatura:

O. Stenzel, The physics of thin film optical spectra, Springer 2005. P.Y. You and M. Cardona, Fundamentals of semiconductors, 3rd Ed, Springer 2010. I. Ohlídal, D. Franta, Ellipsometry of thin film systems, In: Progress in Optics, Vol. 41, Ed. E. Wolf, 2000. H. Tompkins and E. Irene, Handbook of Ellipsometry, William Andrew 2005. D. S. Kliger, J. W. Lewis, C. E. Randall, Polarized light in optics and spectroscopy, Academic Press, New York 1990.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

konzultace, zkouška

E-learning

Další požadavky na studenta

Pochopit principy základních metod optických spektroskopií, které se používají ke studiu tenkých vrstev a nanostrukturovaných periodických a kompozitních materiálů. Důraz je kladen na fyzikální principy optické spektroskopie, metody měření a zpracování naměřených dat, specifika povrchů, nanočástic periodických systémů a efektivních medií. Zahrnuje metody transmisní a reflexní spektroskopie, spektroskopické elipsometrie, infračervené spektroskopie a magnetooptické spektroskopické elipsometrie.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Fyzikální principy optické spektroskopie a elipsometrie - elektronové přechody a původ spektrálních závislostí optických parametrů, modelování dielektrických funkcí materiálů - Kramers-Kronigovy disperzní relace, vztah absorpce a disperze - spektrální zařízení (disperzní hranol, mřížka, Fabry-Perotův interferometr) - vybrané partie optiky tenkých vrstev, metody efektivních prostředí a jejich využití v optické spektroskopii 2.Reflexní a transmisní spektroskopie ve viditelné, blízké ultrafialové a blízké infračervené oblasti - komponenty spektrometrů, dvousvazkový spektrometr - materiály používané v optické spektroskopii - rozlišovací mez a přístrojová funkce monochromátoru - nadstavba přístrojů pro měření reflexních spekter, integrační koule 3.Spektroskopická elipsometrie - metody elipsometrie, měření elipsometrických úhlů psi a delta, zobecněná elipsometrie a polarimetrie Muellerovy matice - typy elipsometrů (elipsometrie nulovací, polarizačně modulační, s rotujícím analyzátorem a s rotujícím kompenzátorem) - metody středování a kompenzace chyb, metody zpracování elipsometrických dat 4.Spektroskopie ve střední infračervené oblasti - fyzikální původ infračervených absorpcí, charakteristická vibrační spektra - princip spektrometru využívající Fourierovy transformace (FTIR), zpracování interferogramu - speciální metody infračervené spektroskopie - ATR, IRRAS - modelování absorpčních maxim, chemická analýza 5.Magnetooptická spektroskopie - původ magnetooptických jevů, Kerrův, Faradayův a Voightův magnetooptický jev, - dělení magnetooptických jevů podle směru magnetizace - specifika magnetooptických elipsometrů 6.Moderní a doplňkové směry optické spektroskopie - emisní spektroskopie, laserová spektroskopie, fotoluminiscenční a fluorescenční spektroskopie - Ramanova spektroskopie - spektroskopie s časovým rozlišením - spektrální měření na ultratenkých vrstvách, difrakce na periodických mřížkových systémech

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2016/2017 zimní semestr, platnost do: 2017/2018 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (P3942) Nanotechnologie (3942V001) Nanotechnologie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (P3942) Nanotechnologie (3942V001) Nanotechnologie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (P3942) Nanotechnologie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (P3942) Nanotechnologie (3942V001) Nanotechnologie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (P3942) Nanotechnologie (3942V001) Nanotechnologie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku