tesi disponibili presso il laboratorio
interazione laser - materia
a.a. 2006 - 2007
1.
Ottica non lineare in micro/nanosistemi:nanoparticelle, cristalli
fotonici, sistemi ibridi
2.
Spettroscopia XUV di strati sottili metallici
a) misura delle costanti ottiche da h = 2 eV a h = 1 keV
b) caratterizzazione di film sottili per la realizzazione di filtri
nella regione XUV
interazione radiazione - materia
la radiazione e. m. modifica la materia per
trasferimento energetico
La materia modifica i campi e. m. attraverso
• interazioni lineari: riflessione, trasmissione, diffusione
• interazioni non lineari: effetti di secondo, terzo ordine
quali effetti Raman, Pockels, Kerr, Faraday, optical
bistabilità ottica, 4-wave mixing,generazione di armoniche
ed effetti parametrici
1. Ottica non lineare
nanofotonica in microsistemi
L’interazione elettrone fotone è rafforzata dalla
localizzazione dell’interazione
Localizzazione elettronica
nanostrutture
•Molecole, polimeri
•fullereni
•nanotubi
•strutture supramolecolari
•isole metalliche / nanoparticelle
•Pozzi e punti quantici
1. Ottica non lineare
Localizzazione/guida
fotonica
microsistemi
•microcavità
•cristalli a band gap fotonico
•guide d’onda
•microsfere
•quasi cristalli
ottica non lineare in nanosistemi:
Ottica non lineare:
nanosistemi:
nanoparticelle di Gallio
La risposta della materia al c.e.m è
di tipo quadratico, cubico …
P = (n) En
Cristalli fotonici: 1D (Si), 2D (GaN)
la risposta non lineare viene esaltata
dalla periodicità e dalla
dimensionalità del sistema fisico
1. Ottica non lineare
motivazioni
•manipolazione di segnali ottici
•ottica integrata
•nuove funzionalità di sistemi micro-nanoscopici
sviluppo di sistemi a risposta differenziata in
presenza/assenza di nanostrutture: attivazione
funzionali
1. Ottica non lineare
attività sperimentali
• caratterizzazione ottica non lineare di :
cristalli fotonici a 2 dimensioni in Si: determinazione
delle nonlinearità in presenza di stati di difetto
opali inversi in ZnO (cristalli fotonici 3D)
cristalli fotonici di GaN a 2 dimensioni: studio della
generazione di seconda e terza armonica
sistemi ibridi plasmonici- fotonici: cristalli di InP a 2
dimensioni accoppiati a nanoparticelle metalliche
proprietà ottiche non lineari di sistemi microfluidici
basati su cristalli 1-dimensionali di Si su SiO2
1. Ottica non lineare
Spettroscopia XUV di strati sottili metallici
motivazioni tecnologiche:
estendere le tecnologie ottiche alle regioni
EUV ed XUV ( h > 10 eV)
osservazioni spaziali (corona solare)
battere la diffrazione (sistemi ad alta
definizione per fotolitografia)
realizzazione di sistemi ottici ad alta riflettività:
specchio a multi strati
determinazione delle costanti ottiche
Spettroscopia XUV
misura delle costanti ottiche
• misure della trasmittanza in un
ampio intervallo spettrale di
strati di differente spessore
• elementi misurati: Sc, Yb, Ce, Pr
• misure condotte presso il
sincrotrone Elettra di Trieste
(linea Bear)
Yb Transmittance (TYb+s / Ts)
1
0.1
0.01
0.001
Da T si deduce k
via relazioni di Kramers Kronig
si deduce n
n=n+ik
Spettroscopia XUV
Sample 1, film 1
Sample 1, film 2
Sample 2, film 1
Sample 2, film 2
Sample 3
Sample 4
0.0001
1E-005
10
100
1000
spettroscopia con Elettra
Spettroscopia XUV
caratteristiche dell’attività di tesi
Caratteristica della tesi: sperimentale / compilativa
Durata: 8 - 12 mesi
Esami: completati all’inizio dell’attività
Impegno: tempo pieno
Disponibilità a brevi trasferte per esperimenti presso il
Sincrotrone di Trieste
Possibilità di estendere l’attività dopo la laurea con :
borse
dottorato di ricerca