Dvoudimenzionální spektroskopie s nekoherentní detekcí

• Název práce v češtině: Dvoudimenzionální spektroskopie s nekoherentní detekcí
• Název v anglickém jazyce: Multidimensional spectroscopies with incoherent detection
• Klíčová slova: Nelineární optika, 2D spektroskopie
• Klíčová slova anglicky: Nonlinear optics, 2D spectroscopy
• Akademický rok vypsání: 2018/2019
• Typ práce: disertační práce
• Ústav: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Vedoucí / školitel: doc. Mgr. František Šanda, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 27.09.2018
• Datum zadání: 27.09.2018
• Datum potvrzení stud. oddělením: 01.10.2018

Zásady pro vypracování

1, Rešerše popisu nelineární optické spektroskopie s nekoherentními způsoby detekce signálu.
2, Analýza signálu pro vybraný molekulární systém, jeho simulace..
3, Publikace, nebo zhynutí.

Seznam odborné literatury

S. Mukamel, Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy, (Oxford UP, 1995).
D. Abramavicius, B. Palmieri, D. Voronine, F. Šanda, S. Mukamel, Chem. Rev. 109 (2009) 2350.
P. F. Tekavec, G. A. Lott, A. H. Marcus, J. Chem. Phys. 127 (2007) 214307.
G. Nardin, T. M. Autry, K. L. Silverman, S. T. Cundiff, Opt. Express 21 (2013) 28617.
a další časopisecká literatura dle postupu práce a pokynů školitele.

Předběžná náplň práce

2D koherentní nelineární spektroskopie se etablovala pro měření femtosekundové dynamiky např. fotosyntetických barviv v makroskopických vzorcích. Koherentní signály bývají ale často slabé, zvláště je-li vzorku málo. Alternativy k koherentní optické odezvě kombinují nelineární optickou excitaci s novými, nekoherentními metodami detekce, jako jsou fluorescence nebo fotoindukované proudy. Tyto signály nesou podobnou dynamickou informaci, ale výhýbají se nutnosti shromáždit makroskopické vzorky nebo významně vylepšují poměr signál-šum a umožňují se také zaměřit se na studium tenkých mikro- a mezo- struktur.

Úkol dizertační práce bude implementovat, aplikovat a interpretovat signály spektroskopie s nekoherentní detekcí na nanostrukturách a bude kombinovat teoretické úsilí pod mým vedením s experimenty, které povede Prof. Jürgen Hauer na TU Mnichov (dizertace pod dvojím vedením).

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

2D coherent nonlinear spectroscopies has been established for measuring femtosecond dynamics of e.g. photosynthetic complexes in bulk samples. A major drawback of this insightful technique is the need to detect a non-linear coherent optical signal, whose strength can be the limiting factor for dillute or weakly absorbing samples. Alternatives to coherent optical response have been developed, which combine optical excitation with novel, incoherent methods of detection, such as fluorecence or photoinduced currents. These signals carry similar dynamical information, but can be detected with superior signal-to-noise ratio as compared to broad-band detected coherent optical responses. Hence, employing incoherent responses opens new possibilities for the investigation of atomically thin microscopic or mesoscopic structures.

The envisoned dissertation aims to implement, apply and analyze 2D spectroscopic signals with incoherent detection methods on nanoscale-structures. The thesis will be written under a joint doctorate, combining both theoretical efforts under my supervision and experiments conducted at TU Munich under supervision Prof. Jürgen Hauer.