Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/2011. Fizyka - mgr

Transkrypt

1 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/2011 Fizyka - mgr Lp Temat pracy dyplomowej Opis Opiekun Temat jest proponowany dla studenta (imię i nazwisko): Opinia Komisji / NIE 1 Właściwości wybranych materiałów ferroelektrycznych umieszczonych w porowatej matrycy Przygotowanie matryc porowatych. Opracowanie tehnologii wprowadzanie nanomaterialów ferroelektrycznych. Badania właściwości otrzymanych struktur dr hab. Ewa Rysiakiewicz- Pasek Komputer kwantowy na kwazicząstkach Laughlina. Transport ładunku w spiralnej fazie spinowej miedzianów. Sprzężenie ładunkowospinowe w chiralnych strukturach spinowych. Realizacja komputera kwantowego jest dzisiaj jednym z większych wyzwań. Proponuje się również zbudować komputer na bazie kwazicząstek Laughlina (wzbudzeń w ułamkowym kwantowym efekcie Halla) o statystyce ułamkowej. Otwarte jest też pytanie o eksperymentalną weryfikację statystyki kwazicząstek. Model kwantowej bramki logicznej mógłby również posłużyć do pomiaru statystyki. Zbudowanie amplitudy oddziaływania spinowego worteksu, transportującego ładunek, z macierzystą teksturą. W oparciu o nią wyliczenie całki zderzeń i oszacowanie temperaturowej zależności przewodnictwa. Wyliczenie przenikalności dielektrycznej i magnetycznej chiralnej struktury spinowej w reżimie ujemnego współczynnika załamania. dr hab. Piotr Sitko dr Paweł Rusek Maciej Fidrysiak dr Paweł Rusek Jacek Kosowicz

2 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Przykłady wykorzystania teorii eikonału do optymalizacji klasycznych układów optycznych Praca polegająca na zaimplementowaniu algorytmu optymalizacyjnego przy użyciu systemu CAS (Computer Algebra System) takim jak na przykład Maple lub Mathematica. Praca jest wymagająca. dr hab. Jan Masajada Będzie realizowana przy wsparciu merytorycznym ze strony dr. C. Velzla emerytowanego pracownika Centralnego Laboratorium Technologicznego firmy Philips. 6 Własności optyczne podwójnych kropek kwantowych: wpływ fononów Celem pracy będzie zbadanie wpływu dekoherencji fononowej na kolektywną fluorescencję podwójnych kropek kwantowych oraz inne własności kwantowooptyczne tych układów. prof. Paweł Machnikowski Poziomy energetyczne łańcuchów kropek kwantowych Tunelowanie ekscytonu w realistycznej strukturze podwójnej kropki kwantowej Koherencja indukowana przez próżnię w podwójnej kropce kwantowej Celem pracy będzie numeryczne obliczenie stanów kwantowych elektronów i dziur w łańcuchu samorosnących kropek kwantowych (z uwzględnieniem odkształceń). Celem pracy będzie obliczenie stanów kwantowych dziury w nanostrukturze (z uwzględnieniem odkształceń), opis stanów par elektron-dziura oddziałujących kulombowsko oraz opis relaksacji fononowej w układzie. Celem pracy będzie zbadanie ewolucji układu dwóch kropek kwantowych oddziałujących z kwantowym polem elektromagnetycznym ze szczególnym uwzględnieniem efektu koherencji indukowanej przez próżnię oraz opis tego efektu dla niejednakowych układów. prof. Paweł Machnikowski prof. Paweł Machnikowski prof. Paweł Machnikowski

3 10 11 Zastosowanie spektroskopii ramanowskiej do charakteryzacji nanostruktur i oddziaływania fononów z elektronami w nanostrukturach Kryptrografia kwantowa na niesplątanych fotonach Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/2011 Celem pracy jest przegląd technik ramanowskich w zastosowaniu do nanostruktur pod kątem wykorzystania wysokiej jakości spektrometru F64000 zakupionego do NLTK, oraz opanowanie technik pomiaru na tym spektrometrze oraz interpretacji wyników; zadaniem badawczym jest zaprojektowanie pomiaru wzrostu oddziaływania elektronów z fononami optycznymi w kropkach kwantowych Celem pracy jest praktyczne zestawienie układu do dystrybucji klucza publicznego na zestawie kryptograficznym Clavis id Quantique (Genewa) w NLTK, oraz przegląd protokołów kryptograficznych stosowanych w układach na niesplątanych fotonach. Analiza niezawodności kryptograficznej techniki kwantowej na tym zestawie prof. Lucjan Jacak prof. Lucjan Jacak 12 Kryptografia kwantowa na splątanych fotonach Celem pracy jest praktyczne zestawienie układu kryptografii kwantowej na splątanych fotonach na aparaturze NLTK przy współpracy z Uwrsytetem Wiedeńskim. Dystrybucja klucza publicznego kanałem kwantowym w układzie transmisji światłowodowej i otwartej splątanych kwantowo fotonów (obydwa zestawy dostępne w NLTK IF) oraz przegląd protokołów kwantowej kryptografii na splątanych fotonach i ich niezawodności prof. Lucjan Jacak

4 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Zastosowanie mikroskopii bliskiego pola dla badania plazmonów powierzchniowych w nanostrukturach metalicznych Mechanizm plazmonowego wzmocnienia efektywności ogniw fotowoltaicznych powierzchniowo nanomodyfikowanych metalicznie Celem pracy jest zbadanie możliwości zastosowania mikroskopii bliskiego pola SNOM do obserwacji plazmonów powierzchniowych w metalicznych nanocząstkach o rozmiarach nm, oraz w ich strukturach (uporządkowanych, typu łańcuch nanocząstek), zapoznanie się z prof. Lucjan Jacak pakietem numerycznym do modelowania rozkładu podfotonowego pola e-m w pobliżu rozciąłego źródła promieniowania plazmonowego i zamodelowanie rozkładu pola bliskiego dla plazmonu typu Mie w nanosferze metalicznej Temat dotyczy badania wzmocnienia prawdopodobieństwa przejścia kwantowego w warstwie półprzewodnika wzbudzanego w bliskim polu plazmonami powierzchniowymi z nanocząstek metalicznych ulokowanych na powierzchni półprzewodnika. Oblicznie przejścia przy pomocy złotej reguły Fermiego dla prostej i dr inż. Witold Jacak skośnej struktury pasmowej i porównanie z efektywnością przejścia w zwykłym efekcie fotowoltaicznym bez pośrednictwa plazmonów, dla celów zbadania możliwości wzmocnienia efektywności cienkowarstwowych ogniw fotowoltaicznych nowej generacji metalicznie modyfikowanych w nano-skali

5 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Plazmony powierzchniowe i objętościowe w metalicznych nanocząstkach o różnym rozmiarze: nieliniowe uwzględnienie tarcia Lorentza Celem pracy jest zbadanie tłumienia plamonów powierzchniowych w metalicznej nanocząstce w wyniku procesów wypromieniowywania energii opisanych przy pomocy tarcia Lorentza. Planuje się uwzględnienie postaci tarcia z pochodną trzeciego rzędu w równaniu oscylatorowym z tłumieniam dla plazmonów powierzchniowych w nanocząstce metalicznej i porównanie z eksperymentalnymi wynikami dla pochłaniania światła przez roztwory koloidalne nanocząstek metalicznych o zmiennych rozmiarach nanosfer (10-80 nm, dla Au i Ag); oczekuje się istotnych efektów od pochodnej trzeciego rzędu dla wzrastającego rozmiaru nanosfer i wytłumaczenia eksperymetalne zaobserwowanych anomaliów w tym obszarze dr inż. Witold Jacak 16 Badania 'ab initio' podstawowych własności strukturalnych azotków typu GaN Azotki metali z grupy 3 układu okresowego (Al,Ga,In) oraz stopy tych związków stanowią bardzo obiecujące materiały do potencjalnych zastosowań w optoelektronice. Czysto teoretyczne wiedza o ich własnosciach strukturalnych, oparta na obliczeniach 'ab initio', może mieć istotne znaczenie przy projektowaniu i technologii przyrządów opartych na tych materiałach. dr inż. Paweł Scharoch

6 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Badania 'ab initio' podstawowych własności strukturalnych stopów typu In x Ga 1-x N metodą konstrukcji superkomórki Azotki metali z grupy 3 układu okresowego (Al,Ga,In) oraz stopy tych związków stanowią bardzo obiecujące materiały do potencjalnych zastosowań w optoelektronice. Czysto teoretyczne wiedza o ich własnosciach strukturalnych, oparta na obliczeniach 'ab initio', może mieć istotne znaczenie przy projektowaniu i technologii przyrządów opartych na tych materiałach. dr inż. Paweł Scharoch 18 Badania 'ab initio' podstawowych własności strukturalnych stopów typu In x Ga 1-x N metodą pseudopotencjału "alchemicznego" Azotki metali z grupy 3 układu okresowego (Al,Ga,In) oraz stopy tych związków stanowią bardzo obiecujące materiały do potencjalnych zastosowań w optoelektronice. Czysto teoretyczne wiedza o ich własnosciach strukturalnych, oparta na obliczeniach 'ab initio', może mieć istotne znaczenie przy projektowaniu i technologii przyrządów opartych na tych materiałach. dr inż. Paweł Scharoch 19 Badania 'ab initio' własności strukturalnych granic faz GaN/InN Praca ma na celu zbadanie 'ab initio' własności granic faz różnych układów azotków metali (Al,Ga,In). Czysto teoretyczna wiedza w tym zakresie może mieć istotne znaczenie przy projektowaniu i technologii przyrządów opartych na tych materiałach. dr inż. Paweł Scharoch

7 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Analiza porównawcza modeli uniwersalnej odpowiedzi dielektrycznej. W ramach proponowanego tematu porównane zostaną dwa probabilistyczne modele relaksacji dielektrycznej. Oba prowadzą do tzw. uniwersalnego prawa odpowiedzi dielektrycznej, charakteryzującego się nisko i wysoko częstotliwościowymi potęgowymi zachowaniami podatności dielektrycznej, różniąc się przy tym istotnie mechanizmami probabilistycznymi. Celem pracy jest znalezienie, wspólnej dla obu modeli, interpretacji fizycznej zjawiska relaksacji. prof. Karina Weron Michał Patyk

8 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Punkt świecący odwzorowany jest przez układ optyczny oka na siatkówce w obraz postaci Punktowej Funkcji Rozmycia (PSF). Siatkówka oka tworzy w dołku środkowym zbiór dyskretnych czopków rejestrujących obraz. Dokładność odwzorowania obrazu jest ograniczona i zależy od gęstości rozłożenia czopków (twierdzenie o Numeryczne modelowanie próbkowaniu). Oko w odróżnieniu od innych wpływu rozkładu czopków w układów optycznych wykonuje bardzo szybkie, dołku środkowym na zdolność losowe, fiksacyjne ruchy obrotowe o niewielkiej rozdzielczą oka z amplitudzie, które mają znaczny wpływ na uwzględnieniem szybkich, odwzorowanie obrazu przez siatkówkę poprzez losowych ruchów gałki ocznej losowe omiatanie obrazu na dyskretnie rozłożonych czopkach. Amplituda, prędkość oraz kierunek omiatania obrazu mają znaczny wpływ na jakość rejestrowanego przez siatkówkę obrazu. Celem pracy byłoby więc zamodelowanie wpływu parametrów losowych ruchów obrotowych gałki ocznej na jakość odwzorowania obrazu prof. Henryk Kasprzak

9 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Pomiar zmian topografii rogówki oka przy pulsacyjnym oświetleniu drugiego oka Praca dotyczy zastosowania wideokeratometru MEDMONT do dynamicznego pomiaru krzywizny i mocy optycznej rogówki oka podczas oświetlania pulsującym źródłem światła drugiego oka, nie podlegającego pomiarowi. Wskutek konsensualności reakcji źrenicznych rozmiary źrenic obu oczu będą podlegać zmianom. Należy się spodziewać, że zmiana napięcia mięśni źrenicy podczas reakcji źrenicznej będzie powodowała zmianę geometrii przedniego odcinka oka w obrębie rąbka rogówki. Taka zmiana z kolei może się przenosić na zmiany geometrii i mocy optycznej rogówki. Należy więc wykonać serię sekwencji pomiarowych i przygotować na wykresach ewentualne wartości zmian krzywizny i mocy optycznej rogówki. prof. Henryk Kasprzak 23 Pomiar orientacji i wartości przemieszczenia wierzchołka rogówki w stosunku do środka źrenicy podczas reakcji źrenicznej Praca zastosowania wideokeratometru MEDMONT do rejestracji zmian rozmiarów źrenicy oka podczas oświetlania pulsującym źródłem światła drugiego oka, nie podlegającego pomiarowi. Wskutek konsensualności reakcji źrenicznych rozmiary źrenic obu oczu będą podlegać zmianom. Wideokeratometr rejestruje obraz źrenicy oka podczas pomiaru oraz położenie wierzchołka rogówki. Należy zatem opisać ilościowo wielkość i położenie źrenicy oka oraz położenie w stosunku do zmiennej wielkości źrenicy oka jak zmienia się położenie wierzchołka rogówki oka. prof. Henryk Kasprzak

10 24 Wpływ wzdłużnego ruchu głowy i pulsacyjnego ruchu gałki ocznej w układzie interferometru z poprzecznym przesunięciem czoła fali na widmo Fouriera obrazów prążkowych. Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/2011 Wstęp: Techniki interferencyjne należą do bardzo czułych pomiarów i wymagają, aby badane obiekty były stabilne. Gałka oczna wykonuje ciągłe, szybkie i złożone mikroruchy [1]. Ruchy pulsacyjne gałki ocznej powodują przemieszczenie rogówki wzdłuż osi widzenia. Nie bez znaczenia pozostaje też ruch głowy zwiazany z oddychaniem. W pomiarach powierzchni filmu łzowego oka ludzkiego stabilizowana jest głowa, za pomocą specjalnego stabilizatora, oraz stosowany jest fiskator, w celu skupienia wzroku na jeden punkt podczas pomiaru [2]. Zarówno ruch głowy jak i gałki ocznej mają wpływ na zmianę odległości obiekt badany obiektyw układu interferometru. Wraz ze zmianą położenia głowy i gałki ocznej wzdłuż osi układu optycznego interferometru LS [3], zmienia się nachylenie i częstość prążków interferencyjnych na rejestrowanych interferogramach. Zmiana częstości prążków wpływa na kształt pierwszego rzędu widma Fouriera interferogramu, co może mieć wpływ na wartość liczbową miary M2 [2], która jest używana do oceny jakości filmu łzowego. Sama zmiana nachylenia prążów powoduje zmianę położenia pierwszego rzędu w widmie Fouriera, co nie ma Dr inż. Dorota Szczęsna

11 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Analiza wpływu obecności soczewki kontaktowej na częstotliwość mrugania. Opracowanie teoretyczne i numeryczne modelu funkcji wrażliwości na kontrast (CSF) w oparciu o koncepcję kanałów czasowoprzestrzennych Wstęp: Użytkowanie soczewek kontaktowych może mieć wpływ na maruganie i dystrubucje /kinetykę filmu łzowego na oku [2]. Dokonano pomiarów kinetyki filmu łzowego za pomocą techniki interferencyjnej (LSI) i szybkim wideokeratoskopem (HSV). Pacjenci jednego dnia badani byli bez soczewki kontaktowej, drugiego i trzeciego dnia z soczewką kontaktową na jednym oku. Cel: Porównanie częstotliwości mrugania oraz kinetyki i jakości filmu łzowego na jednym oku podczas braku soczewki kontaktowej oraz w obecności soczewki na oku towarzyszącym. Zadania do wykonania: Opracowanie algorytmu analizy długości i częstości mrugania w zarejestrowanych sekwencjach wideo. Opracowanie statystyczne wyników.wymagane umiejętności: znajomość środowiska MATLAB lub chęć jego nauczenia się. Znajomośc lub chęć nauczenia się podstaw testowania hipotez statystycznych oraz analizy regresji w środowisku Excel. Należy zapoznać się z hipotezami dotyczącymi przesyłania informacji wzrokowej od oka do kory mózgowej i istniejącymi modelami matematycznymi funkcji wrażliwości na kontrast a następnie opracować model numeryczny opisujący zależność CSF od wybranych czynników opisujących tor wzrokowy. Dr inz. Dorota Szczęsna dr hab. Marek Zając

12 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Opracowanie modelu numerycznego oka z niejednorodnościami optycznymi Obliczenia obrazów Purkiniego dla modelu oka z wszczepioną soczewką wewnątrzgałkową Symulacja koherentnej tomografii ocznej dla wyizolowanej soczewki optycznej o gradientowym rozkładzie współczynnika załamania (praca magisterska) Wykorzystując typowy program do przeliczania biegu promieni w układzie optycznym (ZEMAX, OSLO) należy opracować model oka zawierający lokalne niejednorodności amplitudowo-fazowe (zaćma, męty z ciele szklistym) oraz lokalne odstępstwa kształtu rogówki. Przeprowadzenie symulacji koherentnej tomografii optycznej dla soczewki ocznej o gradientowym współczynniku załamania oraz zbadanie wpływu zmian poszczególnych parametrów soczewki na obraz OCT. Wymagana DOBRA znajomość MATLABa Symulacje i obliczenia (2D i/lub 3D) obrazów Purkiniego dla modelu oka z wszczepioną soczewką wewnątrzgałkową mające na celu wyznaczenie zależności pomiędzy współrzędnymi czwartego i piątego obrazu Purkiniego a lokalizacją i orientacją soczewki wewnątrzgałkowej. Wymagana dobra znajomość metod obliczeniowych w optyce (do zastosowania w pakietach Matlab, MathCAD lub podobnych). dr hab. Marek Zając dr inż. Damian Siedlecki dr inż. Damian Siedlecki 30 Wyznaczenie rozkładu współczynnika załamania w soczewce ocznej na podstawie eksperymentalnych danych uzyskanych za pomocą koherentnej tomografii optycznej (OCT) Wykorzystanie zaawansowanych metod obliczeniowych do wyznaczenia optymalnego rozkładu współczynnika załamania w wyizolowanej soczewce ocznej w odniesieniu do danych eksperymentalnych uzyskanych metodą OCT. Wymaga DOBRA znajomość MATLABa. dr inż. Damian Siedlecki

13 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Badanie defektów w strukturach połprzewodnikowych metodą spektroskopii pojemnościowej Wyznaczenie parametrów defektów w półprzewodnikach III-V i II-VI metodą C-V i DLTS. Praca eksperymentalna. dr hab. Ewa Popko Badanie procesów relaksacyjnych w strukturach połprzewodnikowych metodą spektroskopii impedancyjnej Technika AFM w zastosowaniu do badania fotoogniw Charakteryzacja fotoogniw w Laboratorium Fotowoltaiki Wybrane właściwości fizyczne kryształu Na2TiGeO5 Analiza procesów relaksacyjnych w złączach p-n na bazie GaN przy użyciu spektroskopii impedancyjnej. Praca eksperymentalna Studia literaturowe na temat zastosowania techniki AFM do badania struktur półprzewodnikowych ze szczególnym uwzględnieniem fotoogniw. Wyznaczenie parametrów fotoogniw przy użyciu standardowych metod (I-V, PV, zaniku czasu życia). Praca eksperymentalna. Celem pracy będzie wykonanie pomiarów dielektrycznych i kalorymetrycznych oraz dokonanie opisu własności ferroelastycznych materiału Na2TiGeO5. dr hab. Ewa Popko dr hab. Ewa Popko dr hab. Ewa Popko Rafał Jastrzębski dr inż. Adam Sieradzki

14 Spektroskopia elektromodulacyjna studni kwantowych InGaN/GaN oraz GaN/AlGaN Optyczne właściwości azotku indu Zastosowanie bezkontaktowego elektroodbicia do badania położenia poziomu Fermiego w wybranych strukturach półprzewodnikowych Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/2011 Praca eksperymentalna mająca na celu zbadanie energii przejść optycznych w studniach kwantowych na bazie azotku galu przy pomocy bezkontaktoweo elektroodbicia oraz porównanie uzyskanych wyników z obliczeniami numerycznymi przeprowadzonymi dla badanych studni kwantowych. Od studenta wymagana jest biegłość w metodach numerycznych, środowisku Delphi lub C++ oraz średnia ocez z egzaminów powyżej 4.5. Istnieje możliwość kontynuowania tej tematyki na studiach doktoranckich. Praca eksperymentalna mająca na celu zbadanie wpływu elektronowej warstwy akumulacyjnej przy powierczhni azotku indu na jego właściwości fotoluminescencyjne oraz absorpcyjne. Praca eksperymentalna mająca na celu wyznaczenie położenia poziomu Fermiego na powierzchni oraz wewnątrz wybranych struktur półprzewodnikowych na podstawie analizy oscylacji Franza-Keldysha obserwowanych w widmie bezkontaktowego elektroodbicia. Od kandydata wymagana jest dobra znajomść funkcji zespolonych, analizy Fouriera oraz średnia ocen z egzaminów powyżej 4.0. Istnieje możliwość kontynuowania tej tematyki na studiach doktoranckich. dr hab. Robert Kudrawiec dr hab. Robert Kudrawiec dr hab. Robert Kudrawiec

15 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/ Struktura pasmowa polarnych wielostudni i supersieci półprzewodnikowych Al(In)N/Ga(In)N Praca teoretyczna mająca na celu obliczenie struktury pasmowej dla wielostudni oraz supersieci półprzewodnikowych na bazie azotku galu pod kątem ich zastosowania w zielonych i niebieskich laserach oraz modulatorach światła pracujących przy długości fali 1.3 i 1.55 mikrometra. dr inż. Marta Gładysiewicz- Kudrawiec Obliczenia struktury pasmowej i wzmocnienia dla laserów krawędziowych GaInNAs/GaAs oraz GaNAsSb/GaAs Praca ma charakter teoretyczny i ma na celu porównaie dwóch systemów materiałowych, tj. studni kwantowych GaInNAs/GaAs oraz GaNAsSb/GaAs, w kontekscie ich potencjalnego zastosowania w laserach telekomunikacyjnych emitujacych światło o długości fali 1.55 mikrometra. W tym celu przeprowadzone zostaną obliczenia struktury pasmowej oraz wzmocnienia laserowego w ramach modelu 8kp. dr inż. Marta Gładysiewicz- Kudrawiec

16 Propozycje tematów prac dyplomowych na rok akademicki 2010/2011