Detail předmětu

Fotoindukované procesy v molekulárních materiálech

FCH-DCO_FPDAk. rok: 2019/2020

Problematika kurzu je zaměřena na interakci fotonů s organickými molekulami, molekulárními krystaly a polymery. Detailně jsou probírány primární procesy optické absorpce, fluorescence, fosforescence, nezářivých přechodů a vzniku excitovaných produktů, jako jsou excitony, exciméry, exciplexy a fotoindukované stavy s přenosem náboje. Na výklad základních pojmů navazuje komplexní rozbor fotofyzikálních a fotochemických procesů, jako je fotochromie, fotovodivost, elektroluminiscence, fotodielektrický jev, přenos excitační energie, fotosyntéza, fotodegradace materiálu a vybrané nelineárně optické jevy. Z hlediska aplikačního budou probrány principy základních molekulárních optoelektronických součástek, jako jsou optické paměti, fotodetektory, sluneční články, elektroluminiscenční displeje a nelineárně optické prvky (fotorefraktivní a holografické paměti). Z chemického hlediska je uvedena celá řada příkladů relací molekulárních struktur a fyzikálních a chemických vlastností látek jak nízkomolekulárních, tak polymerních.

Jazyk výuky

čeština

Výsledky učení předmětu

Znalosti vybraných fotofyzikálních a fotochemických jevů.

Prerekvizity

Základní znalosti z organické chemie a fyziky pevných látek (základní kurz).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou přednášek a individuálních konzultací. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém (LMS Moodle). Samostatná práce studentů spočívá ve vypracování semestrální práce na vybrané probírané téma související se zaměřením její/jeho disertační práce.

Osnovy výuky

Problematika kurzu je zaměřena na interakci fotonů s organickými molekulami, molekulárními krystaly a polymery. Detailně jsou probírány primární procesy optické absorpce, fluorescence, fosforescence, nezářivých přechodů a vzniku excitovaných produktů, jako jsou excitony, exciméry, exciplexy a fotoindukované stavy s přenosem náboje. Na výklad základních pojmů navazuje komplexní rozbor fotofyzikálních a fotochemických procesů, jako je fotochromie, fotovodivost, elektroluminiscence, fotodielektrický jev, přenos excitační energie, fotosyntéza, fotodegradace materiálu a vybrané nelineárně optické jevy. Z hlediska aplikačního budou probrány principy základních molekulárních optoelektronických součástek, jako jsou optické paměti, fotodetektory, sluneční články, elektroluminiscenční displeje a nelineárně optické prvky (fotorefraktivní a holografické paměti). Z chemického hlediska je uvedena celá řada příkladů relací molekulárních struktur a fyzikálních a chemických vlastností látek jak nízkomolekulárních, tak polymerních.

Světlo a hmota
Optické vlastnosti molekul
Elektronová struktura molekulárních látek
Absorpce, fluorescence, fosforescence, nezářivé přechody
Excitony, exciméry, exciplexy, stavy s přenosem náboje
Fotochromie a fotovodivost
Fotosyntéza
Přenos excitační energie
Nelineární optika
Elektroluminiscence a fotodielektrický jev
Optoelektronické součástky, optické paměti
Fotodegradace materiálů
Základní fotochemické a fotofyzikální experimentální metody

Učební cíle

Cílem kurzu je získat znalosti a zkušenosti v oblasti principů interakce světla s látkou a pochopit fotofyzikální a fotochemické procesy které se odehrávají po absorpci zejména v molekulárních materiálech.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

není

Základní literatura

N. J. Turro, Modern Molecular Photochemistry, The Benjamin/Cummings Publishing Company, inc., London, 1991 (EN)

Doporučení literatura

J. B. Birks, Photophysics of aromatic molecules, Wiiley-Interscience, London, 1970 (EN)
S. A. Jenekhe, K. J. Wynne, Photonic and optoelectronic polymers, American Chemical Society, Washington, 1995 (EN)
N. V. Tkachenko, Optical Spectroscopy Methods and Instrumentation, Elsevier, Amsterdam, 2006 (EN)
J-L Bredas, S. R. Marder, Organic Semiconductors, World Scientific, London, 2016 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program DKAP_CHM_4 doktorský

    obor DKAO_CHM_4 , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program DPAP_CHM_4 doktorský

    obor DPAO_CHM_4 , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program DKCP_CHM_4 doktorský

    obor DKCO_CHM_4 , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program DPCP_CHM_4 doktorský

    obor DPCO_CHM_4 , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program AKREDITACE doktorský 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program DKCP_CHM_4_N doktorský 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor