Prostudování odborné literatury, sepsání rešerše nynějšího poznání v oblasti interakce rentgenového a vysoko-výkonového impulzního laserového záření s látkou. Dále provedení experimentální části práce včetně zpracování, analýzy a interpretace experimentálních výsledků. Prezentace výsledků na vědeckých konferencích a opublikování získaných poznatků v impaktovaných časopisech.
Seznam odborné literatury
[1] D. Attwood, Soft X-rays and Extreme Ultraviolet Radiation: Principles and Applications, Cambridge University Press, Cambridge (1999).
[2] P. Schmüser, M. Dohlus, J. Dohlus, Ultraviolet and Soft X-ray Free-electron Lasers: Introduction to Physical Principles, Experimental Results, Technological Challenges, Springer Tracts in Modern Physics Vol. 229, Springer, Berlin Heidelberg (2008).
[3] J. Chalupský, Charakterizace svazků rentgenových laserů různých typů, disertační práce, FJFI ČVUT, 2012.
[4] S. P. Hau-Riege, High-Intensity X-rays - Interaction with Matter: Processes in Plasmas, Clusters, Molecules and Solids, WILEY-VCH Verlag GmbH, Weinheim (2011).
Předběžná náplň práce
Cílem této disertační práce bude studium interakce intenzivního krátkovlnného záření s hmotou se zaměřením na dynamiku probíhajících procesů. Krátkovlnné laserové zdroje jsou schopny generovat impulsy různých délek od ultrakrátkých (~10 fs) až po krátké (~1 ns). To umožňuje studovat jak velmi rychlé elektronické procesy, tak i mnohem pomalejší tepelné a hydrodynamické procesy, které se odehrávají v ozařované látce. Mezi studované materiály budou patřit mimo jiné různé alotropy uhlíku (amorfní uhlík, grafén, CVD diamant), tenké kovové vrstvy a vrstevnaté struktury na křemíkových substrátech, iontové krystaly a jednoduché polymery. Studium dějů lze provádět přímo během interakce, takzvaně in-situ, a to s pomocí celé řady experimentálních metod (měření časově rozlišené odrazivosti a propustnosti záření metodou excitace a sondování). Nevratné projevy interakce na površích pevných látek lze pak studovat ex-situ (Ramanova spektroskopie, Fourierova infračervená specktroskopie, optická mikroskopie, mikroskopie atomárních a elektrostatických sil (AFM/EFM), mapování luminiscence apod.). Tyto experimentální techniky budou dostupné na obou školících pracovištích (Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy a Fyzikální ústav Akademie věd ČR), kde bude tato práce probíhat. Experimentální činnost bude prováděna také na laserech s volnými elektrony (např. LCLS v USA, FLASH v Německu) a na zdrojích dostupných v ČR. Mimo experimentální činnost se student zaměří také na teorii a modelování interagujících systémů a interpretaci výsledků.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
The objective of this PhD thesis is the experimental study of the high-power, short-wavelength pulsed laser radiation interaction with condensed matter. The focus of the work will be driven towards dynamics of underlying processes at the ultra-short (~10 fs) up to short (~1 ns) time-scales. Such experiments will allow to study both fast electronic processes and much slower thermal and hydro-dynamic processes. The materials within the scope of this work will be various carbon allotropes (amorphous carbon, graphene, CVD diamond), thin metallic layers and layered structures deposited on silicon substrates, ionic crystals and simple polymers. The experiments can be performed both in-situ (time-resolved reflectance and transmittance measurements using pump-probe techniques) and ex-situ (Raman spectroscopy a Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, optical microscopy and Atomic/Electrostatic Force Microscopy (AFM/EFM), mapping of photoluminescence, etc.). The experimental equipment is readilly available at both institutions (Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague and Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic), where the work is intended to take place. The experimental part of the work will be conducted at the infrastructures available in the Czech Republic and also at the Free-electron lasers abroad (e.g. LCLS (USA), FLASH (Germany)). The work will focus also on the theory and numerical modeling of the interacting light-matter systems.
- zadáno a potvrzeno stud. odd.