Měření a modelování optických spekter nanokompozitních tenkovrstvých materiálů

Bc. Josef Souček

Master's thesis

Measurement and modeling of optical spectra of thin-film nanocomposite materials

Abstract:

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.

Abstract:

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.

Keywords

Nanodiamant, amorfní hydrogenovaný křemík, matematické modelování spekter, fototermální deflexní spektroskopie, reflexní interferometrie

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 14. 6. 2016
• Supervisor: Ing. Štěpán Kunc

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Master programme / field:
Nanotechnology / Nanomaterials