Topic outline

  • Про освітній курс

    Collapse all Expand all

    Рівень вищої освіти

    Другий (магістерський)

    Галузь знань

    13 Механічна інженерія

    Спеціальність

    132 Матеріалознавство

    Освітня програма

    Матеріалознавство

    Статус дисципліни

    вибіркова

    Форма навчання

    очна (денна)

    Рік підготовки, семестр

    2 або 3 семестр

    Обсяг дисципліни

    5 кредитів (150 годин)

    Семестровий контроль/ контрольні заходи

    диференційований залік

    Розклад занять

    лекція – 2 год в тиждень (30 год); семінар /лабораторні роботи– 1 год в тиждень (15 год); самостійна робота – 105 год, диференційований залік

    Мова викладання

    Українська

    Інформація про
    керівника курсу / викладачів

     

    Кафедра прикладної фізики та матеріалознавства (Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України).

     

     Лектор: докт. фіз.-мат. наук, Сорокін Олександр Васильович, sorokin@isma.kharkov.ua

    Семінарські заняття: докт. фіз.-мат. наук, Сорокін Олександр Васильович, sorokin@isma.kharkov.ua

    Платформа для онлайн підключення

    Zoom

  • Тема 1. Основи спектроскопії.

    Рівні енергії воднеподібних атомів. Імовірності переходів. Сили осциляторів. Інтенсивності спектрів. Ширина спектральних ліній.

  • Тема 2. Основи атомної спектроскопії.

    Спектри багатоелектронних атомів. Правіла відбору. Терми багатоелектронних атомів. Розщеплення спектральних ліній у магнітному та електронних полях.

  • Тема 3. Основи молекулярної спектроскопії

    Типи молекулярних спектрів. Коливальні та обертальні ступені свободи. Молекулярні орбіталі.

  • Тема 4. Спектри поглинання і люмінесценції.

    Взаємодія світла з речовиною. Поглинання і пропускання світла. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Люмінесценція. Квантовий вихід і загасання люмінесценції.

  • Тема 5. Основи вимірювання люмінесценції

    Анізотропія люмінесценції. Принципи роботи спектрофлюориметра. Чинники, що впливають на коректне вимірювання. Світлофільтри. Вимірювання часів життя. Люмінесцентна мікроскопія.

  • Тема 6. Гасіння люмінесценції і перенесення енергії

    Види гасіння люмінесценції. Відхилення закону гасіння від прямої. Безвипромінювальне перенесення енергії. Умови реалізації FRET. Механізми FRET. Ефективність перенесення енергії. Homo-FRET.

  • Тема 7. Розсіювання світла

    Види розсіювання світла. Релеєвське розсіювання. Неупруге розсіювання. Раманівське розсіювання.

  • Тема 8. Інфрачервона спектроскопія

    Коливальні переходи. ІЧ спектри. Особливості вимірювання ІЧ спектрів.

  • Тема 9. Молекулярна спектроскопія з часовим розділенням

    Часова залежність FRET. Перенесення енергії у системах з різної розмірністю. Спектроскопія накачування-зондування. Фотонне відлуння.


  • Тема 10. Сучасна мікроспектроскопія

    Багатофотонна спектроскопія. Близько-польова скануюча мікроскопія. Одномолекулярна спектроскопія.

  • Тема 11. Міжмолекулярна взаємодія

    Вплив розчинників на молекулярні спектри. Універсальні та специфічні типи взаємодії. Вплив температури і в’язкості. Перенесення заряду. Утворення димерів.

  • Тема 12. Впорядковані молекулярні агрегати

    J-агрегати як новий клас молекулярних агрегатів. Ціанінові барвники. Екситонні властивості J-агрегатів. Структура молекулярних агрегатів. Технічні і біомедичні застосування.

  • Тема 13. Елементарні електронні збудження у кристалах та молекулах

    Молекулярні спектри. Вплив оточення на спектри молекул. Вплив міжмолекулярної взаємодії на оптичні властивості.

  • Тема 14. Колективні ефекти у конденсованих середовищах

    Екситони Ваньє-Мотта і Френкеля. Особливості екситонних збуджень у наноматеріалах.

  • Тема 15. Спектроскопія рідкоземельних іонів у діелектричних кристалах

    Оптичні переходи 4f-оболонки і спектри  рідкоземельних іонів. Взаємодія домішкових іонів у діелектричних кристалах.

  • Тема 16. Оптичні властивості твердих тіл

    Особливості енергетичної структури кристалів. Механізми оптичних переходів у твердих тілах. Міжзонні переходи. Екситони. Центри забарвлення. Домішкові центри.

  • Тема 17. Релаксація збуджених станів

    Захоплення на пастки. Термостимульована і оптично стимульована  люмінесценція. Крос-люмінесценція. Up- і down- конверсія.

  • Тема 18. Оптичні властивості наноматеріалів

    Квантово-розмірний ефект. Оптичні властивості вуглецевих кластерів. Вуглецеві наночастинки. Люмінесцентні металеві кластери. Металеві наночастинки. Квантові точки. Нанокристалічні діелектрики.

  • Тема 19. Плазмонне підсилення люмінесценції мономерів та агрегатів органічних люмінофорів

    Плазмонний резонанс. Плазмонне підсилення люмінесценції мономерів барвників. Особливості екситон-плазмонної взаємодії у випадку J-агрегатів. Поверхневі плазмонні поляритони у J-агрегатах.

  • Тема 20. Оптичні властивості галоїдних перовскітів: об’ємні матеріали та нанокристалів. Переваги та недоліки галоїдних перовскітів

  • Тема 21. Фотодеградація органічних барвників. Механізми, причини та захист від неї

  • Тема 22. Хемі- та електролюмінесценція

    Основи фізики електролюмінесценції напівпровідників. Органічна електролюмінесценція. Основи фізики хемілюмінесценції. Особливості електрохемілюмінесценції.

  • Тема 23. Фотовольтаїка

    Використання сонячної енергії. Основи роботи сонячної батареї. Фотовольтаїчні перетворювачі першого та другого покоління.  Сонячні елементи третього покоління – найбільш перспективні технології. Комірки Гретцеля. Використання галоїдних первоскітів.