Název:	Metody měření vlastností dielektrik
Zkratka:	MVD
Typ:	povinně volitelný
Rozsah:	14 týdnů, týdně 2 hodiny přednášek + 2 hodiny seminárních cvičení
Kredity:	5
Způsob ukončení:	zkouška
Katedra:	katedra fyziky FP TUL
Přednášející:	Doc. Mgr. Lidmila Burianová, CSc. (50%) RNDr. Miroslav Šulc (50%)

 
Stručná anotace předmětu:

Předmět se zabývá vlastnostmi piezoelektrických materiálů. Seznamuje se základními typy piezoelektrických kompozitů, jež jsou připravovány s cílem optimalizace vlastností pro některé technické aplikace. Měřeny jsou elektromechanické vlastnosti piezokeramiky a kompozitů rezonanční metodou a laserovou interferometrií. Důraz je dán na popis jevů, jejichž znalost je důležitá při studiu krystalů. Zabývá se polarizačními vlastnostmi světla, sledováním vzorků pomocí polarizačního mikroskopu, interferencí světla.

 
Témata přednášek:

Piezoelektrický jev. Piezoelektrické materiály. Fázový diagram piezokeramiky PZT. Elastické, dielektrické a piezoelektrické vlastnosti piezokeramiky PZT. Metodika měření materiálových charakteristik.

Piezoelektrické kompozity. Faktory ovlivňující jejich elastické, dielektrické a piezoelektrické vlastnosti. Teorie konektivity. Piezoelektrické kompozity typu 1-3 a 0-3 (PZT-polymer) a metody měření jejich vlastností.

Polarizace světla. Polarizace obecné harmonické vlny, polarizace rovinné vlny. Popis polarizace pomocí Jonesových vektorů a matic. Odraz a lom světla, Fresnelovy rovnice, základy elipsometrie.

Optika anizotropních prostředí. Tenzor permitivity, vlastní směry polarizace, optická indikatrix, jednoosé a dvouosé krystaly, fázové destičky, dvojlom, indukovaný dvojlom, fotoelasticimetrie. Pockelsův a Kerrův jev, fázové modulátory, rotátory, izolátory, Faradayův jev, optická aktivita.

Optická mikroskopie. Základní metody mikroskopie, použití polarizační mikroskopie, využití kompenzátorů, konfokální mikroskopie, určení úhlu optických os, digitální snímání a vyhodnocování obrazu v mikroskopii.

Interferometrie. Principy interferenčních metod. Koherence světla. Dvoupaprsková interference s dělením amplitudy: Michelsonův, Mach-Zehnderův, Twyman-Greenův interferometr. Užití interferometrů k měření malých posunutí, vyvolaných piezoelektrickým jevem, měření elektroptických koeficientů. Vícepaprsková interference, Fabry-Perotův interferometr. Interferometry s dělením vlnoplochy. Interference na tenkých vrstvách, reflexní a antireflexní vrstvy. Technické a vědecké aplikace interferometrie.

 
Náplň cvičení:

Piezoelektrická laboratoř:
Měření frekvenčních spekter. Měření závislosti permitivity na frekvenci. Určení elektromechanických vlastností piezokeramiky PZT rezonanční metodou. Příprava kompozitů typu 0-3. Určení piezoelektrických koeficientů d_iλ a piezoelektrických hydrostatických koeficientů d_h, g_h piezokeramiky a piezokompozitů.

Laboratoř laserové interferometrie:
Měření deformace vzorků PZT a piezoelektrických kompozitů laserovou interferometrií a určení piezoelektrických koeficientů d_iλ.

Optická laboratoř:
Sledování domén BaTiO₃ optickým mikroskopem.

 
Literatura:

Zelenka, J.: Piezoelektrické rezonátory. Academia. Praha 1983.

Uchino, K.: Ferroelectric Devices. Marcel Dekker, INC. New York - Basel 2000.

Burianová, L., Šulc, M., Prokopová, M.: Determination of the piezoelectric coefficients d_iλ of PZT ceramics and composites by laser interferometry. Journal of the European Ceramic Society 21/10-11 (2001), 1387-1390.

Šulc, M., Burianová, L.: Studium piezoelektrických dějů pomocí laserové interferometrie. Jemná mechanika a optika 10(2001), 338-343

IEEE Std 176-1978. IEEE Standard on Piezoelectricity. 1978

Saleh, B. E. A., Teich, M.C.: Základy fotoniky I,II. MATFYZPRESS. Praha 1994-95

Born, M., Wolf, E.: Principles of Optics. Pergamon Press. New York. 6.vyd. 1980

Bouška, V., Kašpar, P.: Speciální optické metody, Academia. Praha1983

Hecht, E., Zajac, A.: Optics. Addison-Wesley Publishing Company, 1979

Bass, M.: Handbook of Optics, McGraw-Hill Inc. New York 1995

 
Prerekvizity: -

Navazující:   -

 
Datum poslední změny: 15.11.2001