Bakalářské a diplomové práce:
Studium optických vlastností a možného využití heterostruktur diamant/perovskit
Školitel: Ing. Jakub Cajzl, Ph.D., konzultant: doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D.
Popis: Perovskity jsou v současné době zkoumány především díky možnosti modifikovat různými substitucemi kationtů i aniontů jejich vlastnosti. Diamant vykazuje naopak zcela vyjímečné materiálové vlastnosti jako je tvrdost, chemická odolnost, nízká dielektrická konstanta a současně biokompatibilita. Práce je zaměřena na základní materiálový výzkum mono- a poly-krystalických perovskitových a diamantových tenkých vrstev a jejich kombinace s cílem modulovat elektrooptické vlastnosti vzniklé heterostruktury.
Návrhy a syntéza heterostruktur, modulace jejich strukturních, elektrických a optických vlastností vyvolaných interními (dotování, stres) a vnějšími (elektrické pole, světlo) stimuly bude zkoumána pomocí především optických analytických technik, které si student během práce osvojí. Navíc bude student provádět také teoretické modelování a výpočty, které pomohou ukázat správné experimentální směry.
Vliv nanočástic ZnO připravených ve skelném substrátu na luminiscenční vlastnosti f-prvků
Školitel: doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D., konzultant: Ing. Petr Vařák
Popis: Nanočástice ve sklech vykazují zajímavé optické vlastnosti. Studovány jsou lineární i nelineární vlastnosti převážně kovových nanočástic, popřípadě je známé, že kovové nanočástice mohou významně ovlivnit luminiscenci f-prvků ve skelném substrátu. Nanočástice oxidu zinečnatého vykazují vlastní laditelnou luminiscenci a její interakce s luminiscencí f-prvků není zatím zřejmá. Cílem práce je studium uvedené interakce.
V práci budou připravována (tavena, řezána a leštěna a temperována) skla obsahující nanočástice ZnO nebo lanthanoidy společně s různým množstvím, velikostí a distribucí nanočástic ZnO. Po provedení strukturní analýzy skel a strukturní analýzy nanočástic budou měřeny optické, tj. absorpční a luminiscenční vlastnosti připravených skel/kompozitů.
Hedvábné optické vlnovody
Školitel: doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D.
Popis: Optický vlnovod je základní strukturou každého optického komunikačního systému. Může být tvořen kombinací nejrůznějších materiálů s různým indexem lomu. Biokompatibilita vlnovodu je důležitá pro včlenění optických struktur do živých organizmů. Cílem práce je příprava a popis vlastností biokompatibilního vlnovodu na bázi hedvábí nebo DNA.
Syntéza tenkých vrstev na bázi hedvábí nebo DNA na anorganických substrátech různými depozičními technikami. Struktura připravených vrstev bude charakterizována Ramanovou spektroskopií. Z optických vlastností bude měřena hodnota indexu lomu vrstvy, její disperze, vlnovodné vlastnosti a optický útlum, transmitance a popř. také vlastní nebo nevlastní luminiscence.
Luminiscence lanthanoidů ve struktuře ZnO
Školitel: doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D., konzultant: Ing. Jakub Cajzl, Ph.D.
Popis: Práce je zaměřena na experimentální i teoretickou studii atraktivního materiálu, kterým je monokrystalický i nanokrystalický ZnO dopovaný vzácnými zeminami. Zkoumáno bude ovlivňování vlastních a vytváření nových defektů ve struktuře ZnO a také, jak kombinace RE s defekty nebo dalšími prvky ovlivňují UV-VIS-NIR luminiscenci. Připravené dopované monokrystalické a nanokrystalické struktury ZnO budou testovány na potenciální využití jako fotonické členy s řízenou luminiscencí v UV-VIS-NIR oblasti vhodné pro degradaci organických látek ve vodě.
Příprava systematické řady vzorků ZnO dotovaného řadou lanthanoidů. Hlavními technikami pro dopování ZnO vzácnými zeminami bude lokalizovaná iontová implantace a objemový hydrotermální růst. Pro rekrystalizaci připravených RE:ZnO vzorků bude využíváno žíhání v různých atmosférách nebo ve vakuu. Experimentální studii bude doprovázet DFT teoretická simulace pozice defektů a vzácných zemin ve struktuře ZnO.
Příprava čoček s gradientní změnou indexu lomu pomocí metody iontové výměny ve skle
Školitel: doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D., konzultant: Ing. Jan Baborák
Popis: Optické čočky s gradientní změnou indexu lomu jsou běžně využívány v kompaktních zobrazovacích systémech. Vedle gradientní změny indexu lomu většinou uvedené komponenty jako nežádoucí jev vykazují gradientní dvojlom. Nově se ukazuje, že tuto vlastnost je možné využít k zlepšení axiálního rozlišení, což je možné využít např. v maticovém polarimetru určeném pro diagnostiku rakoviny. Cílem je implementovat proces iontové výměny pro výroby uvedených GRIN čoček v české firmě.
Procesem iontové výměny bude student připravovat a také charakterizovat čočky s gradientní změnou indexu lomu, nejprve v komerčních a později ve vlastních utavených typech skel. Svou pozornost by soustředil na možné využití symetrického gradientu dvojlomu a jeho využití.
Disertační práce:
Ladění luminiscence dopovaním vzácných zemin do monokrystalického a nanokrystalického ZnO pro využití ve fotonice
Školitel: doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D.