9360-0160/03 – Spektroskopie nanostruktur (SN)

Garantující katedraCentrum nanotechnologiíKredity3
Garant předmětudoc. Dr. Mgr. Kamil PostavaGarant verze předmětudoc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Úroveň studiapregraduální nebo graduální
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMT, USPUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
POS40 doc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zkouška 3+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je pochopení principů optické spektroskopie pro studium materiálů, tenkých vrstev, nanostrukturovaných a periodických systémů. Důraz je kladen na metody a techniky měření, optické vlastnosti látek, modelování spektroskopické odezvy nanostruktur a metody fitování experimentálních spektroskopických dat. Rovněž je shrnuto využití spektroskopických metod v chemické analýze, charakterizaci struktury látek a určování vlastností materiálů.

Vyučovací metody

Přednášky

Anotace

Cílem předmětu je pochopení principů optické spektroskopie pro studium materiálů, tenkých vrstev, nanostrukturovaných a periodických systémů. Důraz je kladen na metody a techniky měření, optické vlastnosti látek, modelování spektroskopické odezvy nanostruktur a metody fitování experimentálních spektroskopických dat. Rovněž je shrnuto využití spektroskopických metod v chemické analýze, charakterizaci struktury látek a určování vlastností metariálů.

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. PALIK, E. D., Handbook of optical constants of solids, Academic Press, New York, 1998.

Doporučená literatura:

OHLÍDAL, I., FRANTA, D.: Ellipsometry of thin film systems, In: Progress in Optics, Vol. 41, Ed. E. Wolf, 2000. ZVEZDIN, A. K., KOTOV, V. A.: Modern magnetooptics and magnetooptical materials, IOP, Bristol 1977. HRING, M., The material science of thin films, Academic Press, 1992. MACLEOD, H. A.: Thin-film optical filters, 2nd ed. Bristol, 1986. YEH, P.: Optical waves in layered media, Willey, New York 1988. ECKERTOVÁ, L.: Fyzika tenkých vrstev, Populární přednášky o fyzice, sv. 21.. KŘEPELKA, J.: Optika tenkých vrstev, UP Olomouc, 1993. LUTH, H., Solid surfaces, interfaces and thin films, Springer, Berlin 2001. AZZAM, R. M. A., BASHARA, N. M.: Ellipsometry and polarized light, North-Holland, Amsterdam, 1977. SVANBERG, S.: Atomic and molecular spectroscopy: basic aspects and practical applications, Springer-Verlag, Berlin 1991.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Zkouška, písemná a ústní.

E-learning

Další požadavky na studenta

Teoretická znalost a pochopení základů a principů spektroskopie nanostruktur.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

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.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zkouška Zkouška 100  51
Rozsah povinné účasti: 95 % rozsahu výuky.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N0719A270003) Nanotechnologie MCH P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0719A270003) Nanotechnologie MCH P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0719A270003) Nanotechnologie MCH P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
FMT+9360 2022/2023 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2021/2022 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2021/2022 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2020/2021 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT-nově akreditované-příprava 2019/2020 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok