9360-0160/03 – Spektroskopie nanostruktur (SN)
| Garantující katedra | Centrum nanotechnologií | Kredity | 3 |
| Garant předmětu | doc. Dr. Mgr. Kamil Postava | Garant verze předmětu | doc. Dr. Mgr. Kamil Postava |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | 2024/2025 |
| Určeno pro fakulty | USP, FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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.
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.
Další studijní materiály
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.