Posunutí optické spektroskopie do UV-C oblasti - hluboké ultrafialové záření pro studium materiálů
| Název práce v češtině: | Posunutí optické spektroskopie do UV-C oblasti - hluboké ultrafialové záření pro studium materiálů |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Extension of optical spectroscopy in the UV-C region - deep ultraviolet radiation for investigation of materials |
| Klíčová slova: | UV, spektroskopie, materiály, luminiscence, laser, krystaly |
| Klíčová slova anglicky: | UV, spectroscopy, materials, luminescence, laser, crystals |
| Akademický rok vypsání: | 2023/2024 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | |
| Ústav: | Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO) |
| Vedoucí / školitel: | prof. RNDr. Jan Valenta, Ph.D. |
| Řešitel: | |
| Konzultanti: | Mgr. Anna Fučíková, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| Pro spektroskopii v UV-C oblasti (100-280 nm) potřebuje jednak získat excitační záření s takto krátkou vlnovou délkou a jednak detektor schopný v této oblasti účinně detekovat.
Excitace bude získána buď použitím UV-C LED (dnes jsou komerčně dostupné do zhruba 260 nm) nebo nelineární konverzí pulsních laserů pomocí nelineárních laserů - zde bude použit Nd:YAG laser (malého rozměru, čerpaný infračervenými LED) jehož emise na 1064 nm bude nejprve zdvojena vhodným nelineárním krystalem na 532 nm a pak ještě jednou zdvojena na 266 nm. Detekce by měla být zajištěna citlivou CCD kamerou. Velmi krátkovlnné záření je ovšem absorbováno příliš rychle (tj. na povrchu čipu) a tedy neúčinně detekováno. Obvykle se to řeší nanesením luminiscenční vrstvy na chip, která posune UV záření do viditelné oblasti. V našem případě nelze na chlazený čip nic nanášet, takže luminiscenční stínítko (jehož výroba je též součástí práce) bude muset být oddělené a jeho luminiscence bude promítnuta na CCD. To jsou tedy dva hlavní úkoly. Pokud se je podaří vyřešit, bude následovat kalibrace takové aparatury, tedy její spektrální citlivosti pomocí radiačních standardů. A konečným úkolem bude měření speciálních materiálů aktivních v této spektrální oblasti, např. moderního polovodičového materiálu Ga2O3. |
| Seznam odborné literatury |
| Pelant I. a Valenta J.: Luminiscenční spektroskopie I., Academia, Praha 2006.
Pelant I. a Valenta J.: Luminiscenční spektroskopie II., Academia, Praha 2010. Pelant I. a kol.: Fyzikální praktikum III. Optika, matfyzpress 2005. |
| Předběžná náplň práce |
| "Hluboký ponor do hlubokého UV"
UV-C záření, neboli "deep UV" je velmi germicidní záření, které je naštěstí téměř dokonale odfiltrováno zemskou atmosférou. Ani vytvoření "umělých" zdrojů tohoto záření a účinných detektorů není snadné. Z toho důvodu se tato oblast spektra používá velmi málo ve spektroskopii. Potřeba výzkumu různých materiálů - např. moderních širokopásových polovodičů jako galium oxidu - však vyžaduje posunutí spektroskopie do této oblasti. Přípravné práce již byly zahájeny, takže kdo chcete naskočit do tohoto rozjetého vlaku? |