1 / 23

Optikai spektroszkópia csoport • Bordács Sándor, doktorjelölt • Demkó László, PhD

BME kutatóegyetemi pályán - 2011. Szélessávú polarizáció-modulációs spektroszkópia mágneses és biológiai alkalmazásai Kézsmárki István, Fizika Tanszék. Optikai spektroszkópia csoport • Bordács Sándor, doktorjelölt • Demkó László, PhD MSc-s diákok: • Butykai Ádám

lula
Download Presentation

Optikai spektroszkópia csoport • Bordács Sándor, doktorjelölt • Demkó László, PhD

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. BME kutatóegyetemi pályán - 2011. Szélessávú polarizáció-modulációs spektroszkópia mágneses és biológiai alkalmazásaiKézsmárki István, Fizika Tanszék Optikai spektroszkópia csoport • Bordács Sándor, doktorjelölt • Demkó László, PhD MSc-s diákok: • Butykai Ádám • Kocsis Vilmos • Orbán Ágnes • Szaller Dávid

  2. • Polarizáció-modulációs méréstechnika elve • Mire jó? Érintett tudományterületek • Szélessávú polarizáció modulációs spektrométer • Saját kutatások

  3. Modulációs méréstechnikák y + x … Lineáris dikroizmus/kettőstörés Cirkuláris dikroizmus/kettőstörés A fény polarizációs állapotai

  4. Polarizáció moduláció fotoelasztikus modulátorral (PEM) δ(t)=λ/2·sin(2πft) optikai kristály piezo piezo E E δ(t)=λ/4·sin(2πft) Dikroizmus » Intenzitásmoduláció Cirkuláris dikroizmus (CD): Alapharmónikus,If = I0 sin(2πft) Lineáris dikroizmus (LD): Másodharmónikus,I2f = I0 sin(4πft) δ(t)=λ/2·sin(2πft) δ(t)=λ/4·sin(2πft)

  5. Polarizáció moduláció fotoelasztikus modulátorral (PEM) Polarizációs ellipszometria CD ~ If/Idc CK ~ I2f/Idc λ/4 λ/4 λ λ Polarizációs ellipszometria LD ~ I2f/Idc LK ~ If/Idc λ/2 λ/2

  6. Polarizáció moduláció fotoelasztikus modulátorral (PEM) • MIÉRT PEM? • Polarizációs ellipszometria • Tisztán csak alapharmónikus • Stabil modulációs frekvencia, tipikusan f=50kHz • Széles hullámhossztartományt lefed (UV-IR) FAR-INFRARED ?

  7. • Polarizáció-modulációs spektroszkópia elve • Mire jó? Érintett tudományterületek • Szélessávú polarizáció modulációs spektrométer • Saját kutatások

  8. Természetes cirkuláris dikroizmus/kettőstörés,királis anyagok Magnetoelektromos kristályok Enantiomerszelektív katalízis Fehérjeszerkezet-meghatározás

  9. Mágneses cirkuláris dikroizmus/kettőstörés,mágneses anyagok Faraday, MOKE, MCD 1845. – Faraday, 1877. J. Kerr Ciklotron rezonancia 1910. - P. Drude W. Voigt H. Lorentz ESR 1944. – Y. Zavoisky B. Bleaney -θ+θ Faraday (1845): Magneto-optikai forgatás XMCD NMR 1938. – I. Rabi F. Bloch E.M. Purcell -B+B Hall 1879. - E. Hall

  10. Lineáris dikroizmus/kettőstörés Deformáció, megmunkálási feszültség Alacsony szimmetriájú/dimenziós kovácskovácsanyagok Folyadékkristályok

  11. • Polarizáció-modulációs spektroszkópia elve • Mire jó? Érintett tudományterületek • Szélessávú polarizáció modulációs spektrométer • Saját kutatások

  12. Szélessávú polarizációs spektrométer λ/4 λ Idc(x) ~∫I(λ)·cos(2πx/λ)dλ Idc(λ) If(x) ~∫If(λ)·cos(2πx/λ)dλ CD(λ)=If(λ)/Idc(λ) I2f(x)~∫I2f(λ)·cos(2πx/λ)dλ CK(λ)=I2f(λ)/Idc(λ) Időskálák Tdetektor< TPEM < Tlock-in < Tspektrometer ~1μs 20μs ~0.1-1ms ~1ms FFT

  13. Szélessávú polarizációs spektrométer Látható-közép infravörös Távoli infravörös - THz Iref(x) ~∫[I(λ)-I(λ)]ref·cos(2πx/λ)dλ Iref(λ) ΔIC(x) ~ ∫ΔIC(λ)·sin(2πx/λ) dλ CD(λ)=ΔIC(λ)/Iref(λ) ΔIL(x) ~ ∫ΔIL(λ)·cos(2πx/λ) dλ LD(λ)=ΔIL(λ)/Iref(λ) FFT

  14. Szélessávú polarizációs spektrométer • Pontosság • Polarizációelfordulás, ellipticitás ~ milifok • Relatív változás Δn/n~10-5-10-4 FT-IR (Varian 670) Optikai rácsos (Cornerstone) Infravörös: 80meV, 700cm-1, 14μm UV: 6eV, 48000cm-1, 200nm

  15. • Polarizáció-modulációs spektroszkópia elve • Mire jó? Érintett tudományterületek • Szélessávú polarizáció modulációs spektrométer • Saját kutatások

  16. Kutatási területeink -θ+θ Faraday effektus -B +B Magneto-optikai Multiferro Biológiai anyagok anyagok rendszerek Optikai izolátorok, MO-i hullámvezetők, … - Fémes mágnesesek, - Komplex mágnesek, - Mágneses félvezetők Fundamentálisan új információtárolás, … - Korrelált mágnesek • Funkció ~ struktúra, • Diagnosztika, … • Fehérjék • Malária • - Mágneses jelzők

  17. Szélessávú optikai és magneto-optikai spektroszkópia ε (eV) Mágneses cirkuláris dikroizmus/kettőstörés Optikai abszorpció CuCr2Se4 :Tökéletes félfém? Spin polarizált elektronszerkezet S. Bordács et al., New Journal of Physics 12, 053039 (2010)

  18. Szélessávú optikai és magneto-optikai spektroszkópia Energiaskálák Kristálytér: ΔE=0.85eV Coulomb kh.: U=1.1eV Spin-pálya kh.: ζ=0.24eV Mágneses finomszerkezet Rekord MCD effektus!!! 10/12 ζ CoCr2O4 :Magneto-optikaifélvezető? S. Bordács et al., to be published

  19. Mágneses térképezés mikrométeres felbontással Hangolt összetételű epitaxiális film SrRuO3 FM → CaRuO3 PM L. Demkó et al., submitted to Nature Physics

  20. Malária diagnosztika magneto-optikai úton Malária pigment Plasmodium Falciparum 100nm Mágnesesen indukált lineáris dikroizmus

  21. Malária diagnosztika magneto-optikai úton Lineáris dikroizmus Optikai anizotrópia: ~10 Mágneses anizotrópia: ~2 100nm Mindez olcsón!!! ~ $5000 Detektálási küszöb ~10ng/ml, azaz ppm-es érzékenység! Á. Butykai et al., to be published

  22. Főbb együttműködő partnerek Magneto-optikai Multiferro Biológiai anyagok anyagok rendszerek Prof. Y. Tokura, Tokyo University Prof. H. Nakamura, Kyoto University Dr. K. Ohgushi Kyoto University Prof. C.A. Kuntscher, University of Augsburg Prof. Y. Tokura, Tokyo University Prof. R. Shimano Tokyo University Dr. T. Rőőm National Institute of ChemPhys & Biophys Tallinn Prof. Vértessy Beáta, Enzimológiai Intézet Prof. Zelles Tivadar, SE, Orálbiológiai Tsz. Dr. Bóta Attila KKKI

  23. Köszönöm a figyelmet!

More Related