Tenkovrstvé materiály jsou novým druhem materiálů s velkým potenciálem pro využití v průmyslu i ve vědě. Díky svým malým rozměrům téměř nemění vlastnosti objektu, (např. hmotnost) ale mění se zásadně povrchové vlastnosti (např. tvrdost či biokompatibita). Pro tyto vlastnosti jsou tenkovrstvé materiály velmi hojně využívány. Tato práce se zabývá optickými vlastnostmi tenkovrstvých materiálů, jako je transmise reflexe a absorpce v závislosti na vlnové délce a komplexního indexu lomu. Jako použitý materiál byl zvolen amorfní hydrogenovaný křemík na skle a nanodiamant. V první části práce byla nasnímána spektra transmise, reflexe a absorpce pomocí metody reflexní interferometrie a fototermální deflexní spektroskopie. Druhá část práce pojednává o vytvořeném programu pro modelování spekter a optických vrstev použitých materiálů. Program byl vytvořen v programovém prostředí MatLab s využitím objektově orientovaného programování. Tento program je plně funkční, stabilní a umožňuje matematické modelování spekter, jejich porovnání s naměřenými daty a zobrazování komplexního indexu lomu.
Anotace v angličtině
Thin films materials are the new kind of materials with high potencional use in industry and science. Thanks to their small dimentions they almost does not change properities of object (weight ) but it fundamentally changes properities of surface (hardness or biocompatibility). Thanks to these properties are thin layer materials abundantly used. Topic of this thesis is optical properities of thin layers, like transmission, reflexion and absorption according to wavelength and complex refractive index. As a material was chosen a amorphous hydrogenated silicon on a glass and nanodiamond. In the first part of thesis were indicated spectra of transmission, reflexion and absorption by method of reflexe interferometry and photothermal deflection spectroscopy. Second part of thesis deals with created program for modeling of spectra and optical layers of used materials. Program was created in MatLab with usage of object oriented programming. This program is fully functional, stable and alows mathematical modeling of spectrums and their comparation to measured data and display of complex refractive index.
Tenkovrstvé materiály jsou novým druhem materiálů s velkým potenciálem pro využití v průmyslu i ve vědě. Díky svým malým rozměrům téměř nemění vlastnosti objektu, (např. hmotnost) ale mění se zásadně povrchové vlastnosti (např. tvrdost či biokompatibita). Pro tyto vlastnosti jsou tenkovrstvé materiály velmi hojně využívány. Tato práce se zabývá optickými vlastnostmi tenkovrstvých materiálů, jako je transmise reflexe a absorpce v závislosti na vlnové délce a komplexního indexu lomu. Jako použitý materiál byl zvolen amorfní hydrogenovaný křemík na skle a nanodiamant. V první části práce byla nasnímána spektra transmise, reflexe a absorpce pomocí metody reflexní interferometrie a fototermální deflexní spektroskopie. Druhá část práce pojednává o vytvořeném programu pro modelování spekter a optických vrstev použitých materiálů. Program byl vytvořen v programovém prostředí MatLab s využitím objektově orientovaného programování. Tento program je plně funkční, stabilní a umožňuje matematické modelování spekter, jejich porovnání s naměřenými daty a zobrazování komplexního indexu lomu.
Anotace v angličtině
Thin films materials are the new kind of materials with high potencional use in industry and science. Thanks to their small dimentions they almost does not change properities of object (weight ) but it fundamentally changes properities of surface (hardness or biocompatibility). Thanks to these properties are thin layer materials abundantly used. Topic of this thesis is optical properities of thin layers, like transmission, reflexion and absorption according to wavelength and complex refractive index. As a material was chosen a amorphous hydrogenated silicon on a glass and nanodiamond. In the first part of thesis were indicated spectra of transmission, reflexion and absorption by method of reflexe interferometry and photothermal deflection spectroscopy. Second part of thesis deals with created program for modeling of spectra and optical layers of used materials. Program was created in MatLab with usage of object oriented programming. This program is fully functional, stable and alows mathematical modeling of spectrums and their comparation to measured data and display of complex refractive index.
1. Formou rešerše se seznamte s problematikou optických vlastností tenkých vrstev.
2. Naměřte optická spektra pomocí optických spektrometrů v Oddělení optických materiálu Fyzikálního ústavu AV ČR, v. v. i. v Praze
3. V prostředí MATLAB vypracujte program pro modelování spekter optické transmise, reflexe a absorpce multivrstev.
4. Implementujte Lorentz-Tauc model a Effective media approximation.
5. Model a aplikujte na popis optických vlastností nanokompozitních tenkovrstvých materiálů na bázi hydrogenovaného amorfního křemíku či jiných materiálů.
Zásady pro vypracování
1. Formou rešerše se seznamte s problematikou optických vlastností tenkých vrstev.
2. Naměřte optická spektra pomocí optických spektrometrů v Oddělení optických materiálu Fyzikálního ústavu AV ČR, v. v. i. v Praze
3. V prostředí MATLAB vypracujte program pro modelování spekter optické transmise, reflexe a absorpce multivrstev.
4. Implementujte Lorentz-Tauc model a Effective media approximation.
5. Model a aplikujte na popis optických vlastností nanokompozitních tenkovrstvých materiálů na bázi hydrogenovaného amorfního křemíku či jiných materiálů.
Seznam doporučené literatury
[1] MATLAB, http://www.mathworks.com/products/matlab/
[2] B. R. Hunt, R. L. Lipsman, J. M. Rosenberg , A Guide to Matlab for beginners and experienced users, ed. 2, , Cambridge, 2006, ISBN-13 978-0-521-61565-5
[3] Harland G. Tompkins, William A. McGahan, Spectroscopic ellipsometry and reflectometry: A user's guide, ed. 1, John Wiley & Sons, Inc., 1999, ISBN 0471181722
[4] Zdenek Remes, Ravi Vasudevan, Karol Jarolimek, Arno H.M. Smets, Miro Zeman , The Optical Spectra of a-Si:H and a-SiC:H Thin Films Measured by the Absolute Photothermal Deflection Spectroscopy (PDS), Solid State Phenomena, 213, 2014, 19-28 s., DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.213.19
[5] Max Born, Emil Wolf, Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light, ed. 6, Cambridge University Press, 1997, ISBN 0521639212
[6] O. S. Heavens, Optical properties of thin solid films, Dover Publications, Inc., New York, 1991, ISBN 0-486-66924-6
[7] Lorentz-Tauc dispersion formula, Technical Note, HORIBA
[8] R. A. Street, Hydrogenated amorphous silicon, cambridge, New York, 1991, ISBN 0 521 37156 2
Seznam doporučené literatury
[1] MATLAB, http://www.mathworks.com/products/matlab/
[2] B. R. Hunt, R. L. Lipsman, J. M. Rosenberg , A Guide to Matlab for beginners and experienced users, ed. 2, , Cambridge, 2006, ISBN-13 978-0-521-61565-5
[3] Harland G. Tompkins, William A. McGahan, Spectroscopic ellipsometry and reflectometry: A user's guide, ed. 1, John Wiley & Sons, Inc., 1999, ISBN 0471181722
[4] Zdenek Remes, Ravi Vasudevan, Karol Jarolimek, Arno H.M. Smets, Miro Zeman , The Optical Spectra of a-Si:H and a-SiC:H Thin Films Measured by the Absolute Photothermal Deflection Spectroscopy (PDS), Solid State Phenomena, 213, 2014, 19-28 s., DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.213.19
[5] Max Born, Emil Wolf, Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light, ed. 6, Cambridge University Press, 1997, ISBN 0521639212
[6] O. S. Heavens, Optical properties of thin solid films, Dover Publications, Inc., New York, 1991, ISBN 0-486-66924-6
[7] Lorentz-Tauc dispersion formula, Technical Note, HORIBA
[8] R. A. Street, Hydrogenated amorphous silicon, cambridge, New York, 1991, ISBN 0 521 37156 2
Přílohy volně vložené
1 CD
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.