Optická spektroskopie anorganických pevných látek

Garant předmětu:

Zdeněk Potůček

Přednášející:

Zdeněk Potůček

Cvičící:

Zdeněk Potůček

Předmět zajišťuje:

katedra inženýrství pevných látek

Anotace:

Cíle předmětu:

Osvojení teoretických modelů umožňujících vysvětlit a předvídat spektroskopické vlastnosti opticky aktivních center vytvářených v pevných látkách různými bodovými poruchami a ionty příměsí a metod optické spektroskopie využívaných k nedestruktivní diagnostice materiálů.

Obsahové zaměření:

Teoretické a experimentální poznatky z optické spektroskopie barevných center, iontů vzácných zemin a iontů přechodových kovů v dielektrických materiálech doplněné o fyzikální základy experimentálních metod využívaných v optické spektroskopii pevných látek.

Požadavky:

Základní znalosti z kvantové mechaniky a fyziky pevných látek.

Osnova přednášek:

Základní témata:

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 F-center a příbuzných defektů, energetické hladiny iontů s 3d elektronovou konfigurací v oktaedrickém a tetraedrickém krystalovém poli.

4.Pravděpodobnost zářivého přechodu mezi stacionárními stavy, doba života excitovaného stavu, přirozená šířka spektrální čáry, výběrová pravidla.

5.Optická centra v kmitajícím krystalovém okolí - zářivé přechody v modelu konfiguračních křivek a v limitě slabé elektron fononové vazby, tvary absorpčních a emisních pásů, nezářivé přechody zahrnující multifononovou emisi, účinnost luminiscence.

6.Experimentální metody luminiscenční a optické absorpční spektroskopie.

7.Optická spektroskopie barevných center, iontů přechodových kovů a iontů vzácných zemin v dielektrických materiálech.

8.Spektroskopické jevy pozorované při vysokých koncentracích opticky aktivních iontů příměsí - nezářivý přenos energie mezi ionty, iontové páry vázané výměnnou interakcí, koncentrační zhášení luminiscence.

9.Princip činnosti pevnolátkových laserů.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Teoretické a experimentální poznatky z optické spektroskopie barevných center, iontů vzácných zemin a iontů přechodových kovů v dielektrických materiálech, fyzikální základy experimentálních metod využívaných v optické spektroskopii pevných látek.

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 v materiálovém výzkumu.

Studijní materiály:

Základní:

[1]J. G. Solé, L. E. Bausá, D. Jaque: An Introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic Solids, 2005, John Wiley & Sons.

[2]B. Henderson, G. F. Imbusch: Optical Spectroscopy of Inorganic Solids, 1989, Clarendon Press.

Doporučená:

[3]N. Tkachenko: Optical Spectroscopy: Methods and Instrumentations, 2006, Elsevier.

[4]L. Smentek, B. G. Wybourne: Optical Spectroscopy of Lanthanides, 2007, CRC Press.

[5]G. Blasse, B. C. Grabmaier: Luminescent Materials, 1994, Springer ? Verlag.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: