Optická spektroskopie anorganických pevných látek
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
11OSAL | ZK | 2 | 2 | česky |
- Garant předmětu:
- Zdeněk Potůček
- Přednášející:
- Zdeněk Potůček
- Cvičící:
- Předmět zajišťuje:
- katedra inženýrství pevných látek
- Anotace:
-
Na příkladu barevných center, iontů vzácných zemin a iontů přechodových kovů v izolátorech je ilustrována souvislost mezi experimentálními poznatky a teoretickými modely umožňujícími vysvětlit a předvídat spektroskopické vlastnosti optických center v pevných látkách, jako je absorpční spektrum či emisní spektrum, dosvit a účinnost luminiscence. Zvláštní důraz je kladen na vliv symetrie a kmitů krystalové mřížky na spektroskopické vlastnosti opticky aktivních center. Pozornost je věnována také fyzikálním základům experimentálních metod používaných v optické spektroskopii pevných látek, nezářivému přenosu energie mezi blízkými optickými centry a formování shluků center s odlišnými spektroskopickými vlastnostmi pozorovaným při dostatečně vysokých koncentracích a optickým procesům nastávajícím v pevnolátkových laserech.
- Požadavky:
-
Základní znalosti z kvantové mechaniky a fyziky pevných látek.
- Osnova přednášek:
-
1. Energetické hladiny volných atomů a iontů.
2. Optická centra ve statickém krystalovém okolí - teorie krystalového pole, štěpení energetických hladin volných iontů v závislosti na symetrii krystalového pole.
3. Energetické hladiny iontů s 3d elektronovou konfigurací v oktaedrickém a tetraedrickém krystalovém poli.
4. Energetické hladiny F-center a příbuzných defektů.
5. Pravděpodobnost zářivého přechodu mezi stacionárními stavy, doba života excitovaného stavu, přirozená šířka spektrální čáry, výběrová pravidla.
6. Optická centra v kmitajícím krystalovém okolí - zářivé přechody v modelu konfiguračních křivek a v limitě slabé elektron-fononové vazby, tvary absorpčních a emisních pásů.
7. Fonony vyvolané relaxační procesy - homogenní rozšíření nulfononové linie, nezářivé přechody zahrnující multifononovou emisi, účinnost luminiscence.
8. Experimentální metody luminiscenční a optické absorpční spektroskopie.
9. Optické vlastnosti barevných center v iontových krystalech.
10. Optická spektroskopie iontů vzácných zemin v dielektrických materiálech - energetické hladiny pro 4f elektronové konfigurace.
11. Optická spektroskopie iontů přechodových kovů v dielektrických materiálech.
12. Spektroskopické jevy pozorované při vysokých koncentracích opticky aktivními iontů příměsí - nezářivý přenos energie mezi ionty, iontové páry vázané výměnnou interakcí, koncentrační zhášení luminiscence.
13. Princip činnosti pevnolátkových laserů..
- Osnova cvičení:
- Cíle studia:
-
Znalosti:
Seznámení s teoretickými modely umožňujícími vysvětlit a předvídat spektroskopické vlastnosti opticky aktivních center vytvářených v pevných látkách různými bodovými poruchami a ionty příměsí a osvojení metod optické spektroskopie využívaných k nedestruktivní diagnostice materiálů.
Schopnosti:
Schopnost vysvětlit a předvídat spektroskopické vlastnosti opticky aktivních center vytvářených v pevných látkách různými bodovými poruchami a ionty příměsí a využívat metod optické spektroskopie k nedestruktivní diagnostice materiálů.
- Studijní materiály:
-
Odborná literatura:
Základní:
[1] J. G. Solé, L. E. Bausá, D. Jaque: An Introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic Solids, 2005, John Wiley & Sons, New York.
[2] B. Henderson, G. F. Imbusch, Optical Spectroscopy of Inorganic Solids, 1989, Clarendon Press, Oxford.
Doporučená:
[3] N. Tkachenko: Optical Spectroscopy: Methods and Instrumentations, 2006, Elsevier Science, Amsterdam.
[4] L. Smentek, B. G. Wybourne: Optical Spectroscopy of Lanthanides, 2007, CRC Press, London.
[5] G. Blasse, B. C. Grabmaier: Luminescent Materials, 1994, Springer - Verlag, Berlin.
- Poznámka:
- Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:
- Rozvrh není připraven
- Rozvrh na letní semestr 2024/2025:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Inženýrství pevných látek (volitelný předmět)
- Inženýrství pevných látek (volitelný předmět)