|
Vyučující
|
-
Křepelka Jaromír, Ing. CSc.
-
Čada Martin, Mgr. Ph.D.
-
Peřina Jan, prof. RNDr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Cílem předmětu je seznámit se s optickými vlastnostmi tenkých vrstev (TV) (izotropních, anizotropních, homogenních, nehomogenních) z dielektrických i kovových materiálů a jejich aplikacemi na základě hlubšího porozumění fyzikálním principům. Pozornost je věnována také vlastnostem tlustých vrstev a jejich kombinacím se soustavami TV a také vrstvám v částečně koherentním světle. Jsou uvedeny metody přípravy TV a kontroly jejich nanášení. Teoretický základ vychází z řešení Maxwellových rovnic pro rovinnou monofrekvenční vlnu, z nichž jsou odvozeny transformační vztahy tečných složek intenzity elektrického a magnetického pole umožňující definovat amplitudové a výkonové makroskopické parametry: odraznost a propustnost. Jsou diskutovány teoreticky zajímavé problémy, jako např. princip reverzibility, vlastnosti symetrických soustav TV, barevné efekty na TV, vztah TV k fotonickým krystalům a vlnovodným strukturám aj. Jsou uvedeny příklady praktických návrhů základních struktur TV, jako jsou antireflexní a vysoce odrazné soustavy (a jejich kombinace), úzkopásmové filtry a polarizační děliče. Jsou zmíněny principy vyhodnocení elipsometrických měření. Dále se student seznámí se základními technikami přípravy a charakterizace optických a mechanických vlastností tenkých vrstev. V rámci předmětu budou vysvětleny základní principy depozice vrstev pomocí fyzikálních a chemických metod. Důraz bude kladen na popis napařovacích metod a jejich různých modifikací (např. e-beam, MBE,) a dále na popis naprašovacích metod pomocí nízkoteplotního plazmatu. Výuka bude také zaměřena na základní principy depozice tenkých vrstev pomocí chemických metod z plynné fáze (CVD) s důrazem na plazma asistované metody a další specializované CVD metody. Dalším cílem předmětu je seznámit se s optickými vlastnostmi tenkých vrstev (TV) (izotropních, anizotropních, homogenních, nehomogenních) z dielektrických i kovových materiálů a jejich aplikacemi na základě hlubšího porozumění fyzikálním principům. Pozornost je věnována také vlastnostem tlustých vrstev a jejich kombinacím se soustavami TV a také vrstvám v částečně koherentním světle. Jsou uvedeny metody přípravy TV a kontroly jejich nanášení. Teoretický základ vychází z řešení Maxwellových rovnic pro rovinnou monofrekvenční vlnu, z nichž jsou odvozeny transformační vztahy tečných složek intenzity elektrického a magnetického pole umožňující definovat amplitudové a výkonové makroskopické parametry: odraznost a propustnost. Jsou diskutovány teoreticky zajímavé problémy, jako např. princip reverzibility, vlastnosti symetrických soustav TV, barevné efekty na TV, vztah TV k fotonickým krystalům a vlnovodným strukturám aj. Jsou uvedeny příklady praktických návrhů základních struktur TV, jako jsou antireflexní a vysoce odrazné soustavy (a jejich kombinace), úzkopásmové filtry a polarizační děliče. Jsou zmíněny principy vyhodnocení elipsometrických měření. Dále bude diskutována problematika hodnocení mechanických a tribologických vlastností TV a povlaků. Bude vysvětlena teorie instrumentované vtiskové zkoušky a budou rozebrány základní případy kontaktních úloh pro plochý razník, sférický, konický a pyramidální indentor. Podrobněji budou probrány parazitní efekty spojené s nanoindentační zkouškou. Pro hodnocení adhezně-kohezních charakteristik a opotřebení TV budou vysvětleny principy a specifika vrypové zkoušky a Pin-on-Disk testu.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Metody práce s textem (učebnicí, knihou)
- Účast na výuce
- 20 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 130 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem je seznámit studenty s problematikou uvedenou v sylabu předmětu.
Způsobilosti získané studentem jsou popsány a jasně definovány v sylabu předmětu.
|
|
Předpoklady
|
Předmět zaměřený na získání znalostí.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Známkou
Sestudování časopisecké literatury, diskuze na probíraná témata.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Bach, H., Krause, D. (Eds.). (1997). Thin films on glass.
-
Baumeister, W. P. (2004). Optical coating technology. SPIE.
-
D.M. Mattox. (2010). Handbook of physical vapor deposition (PVD) processing, 2nd ed.. Elsevier.
-
Eckertová, L. (1974). Fyzika tenkých vrstev. SNTL, Praha.
-
H. Angus Macleod:. (2010). Thin-Film Optical Filters. CRC Press.
-
Holland, L. (1969). Vacuum deposition of thin films. Chapman & Hall, London.
-
Kaiser, N., Pulker, H. K. (Eds.). (2003). Optical interference coatings. Springer.
-
Knittl, Z. (1976). Optics of thin films. John Wiley & Sons, London - New York - Sydney - Toronto.
-
Kochergin, V. (2003). Omnidirectional optical filters. Kluwers.
-
Křepelka, J. (1993). Optika tenkých vrstev. Vydavatelství Univerzity Palackého v Olomouci, http://aix.volny.cz/~krepelka/films.htm.
-
P. M. Martin. (2010). Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings. Elsevier.
-
Vašíček, A. (1960). Optics of thin films. North Holland, Amsterdam.
-
Weber, J. M. (2003). Handbook of optical materials. CRC.
-
Willey, R. R., Dekker, M. (2002). Practical design and production of optical thin films.
-
Willey, R. R. (2006). Field guide to optical thin films. SPIE.
-
Yeah, Pochi. (2005). Optical waves in layered media. John Wiley & Sons.
|