Schválené projekty 2013

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2013

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 50 297 tis.Kč

Z toho 2.5%  - 1 257 425 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakultačástka v tis. Kč
FBI 1 384
EKF 5 219
FAST 3 132
FS 11 112
FEI 12 608
HGF 7 091
FMMI 7 130
CNT 1 363
CELKEM 49 039

Rezerva 575,- Kč
825,- Kč Fond účelových prostředků (nevyčerpaná rezerva z roku 2012)

KódSP2013/129
Název projektuModelování a charakterizace 1D periodických plasmonových struktur vykazujících zesílený transversální Kerrův magneto-optických jev.
ŘešitelHalagačka Lukáš Ing., Ph.D.
Školitel projektudoc. Dr. Mgr. Kamil Postava<br />
Období řešení projektu01.01.2013 - 31.12.2013
Předmět výzkumuNavrhovaný projekt je podáván v rámci doktorského studia navrhovatele projektu "Theoretical and experimental study of novel integrated magnetoplasmonic nanostructures". Doktorské studium je vedeno formou co-tutelle na VŠB TU – Ostrava a Univerzitě Paříž – Jih 11, Institut d'Elektronique Fondamentale (IEF).

Transverzální Kerrův magnetooptický jev (TMOKE), který vykazují běžné magnetické materiály (feromagnetika) se řádově pohybuje okolo 0.1% [1]. Nedávné teoretické a experimentální výsledky ukazují, že TMOKE je možné významně zesílit použitím periodické zlaté nanostruktury připravené na magnetooptickém (MO) dielektrickém substrátu (substituovaném granátu). Pro takovéto struktury je možné dosáhnout transverzálního magneto-optického jevu v řádu desítek procent, což bylo i experimentálně ověřeno [2]. Enormního zesílení TMOKE je dosaženo nereciprokým posunem resonanční frekvence povrchového plasmonu, který je excitován na rozhraní zlaté mřížky a MO granátu. Z teoretických poznatků z oblasti extraordinární optické transmise (EOT) je známo, že periodických strukturách je možné excitovat dva druhy resonančních módů: plasmonové módy a Fabry-Perotovy (FP) resonanční módy uvnitř vzduchových mezer mřížky. Přestože oba druhy resonančních módů jsou silně závislé na geometrii struktury, existuje jenom několik publikací popisujících jejich vzájemnou interakci pro proměnnou geometrii struktury [3][4]. Naše předchozí teoretické výsledky ukazují, že vhodnou volbou geometrie mřížky je možné dosáhnout interakce mezi plasmonovými a FP módy a tím výrazně zvýšit amplitudu TMOKE [5].


Projekt je zaměřen na teoretickou a experimentální studii 1D periodických magneto-plasmonových struktur, které vykazují nereciprokou optickou odezvu v reflexi a transmisi. Ve spolupráci s IEF (Institut d'Electronique Fondamentale, Univerzita Paříž – Jih 11, Francie) a IEMN (Institute of Electronics, Microelectronics and Nanotechnology, Villeneuve d'Ascq, Francie) byla připravena série vzorků zlatých, 1D periodických mřížek na magneto-optickém dielektrickém substrátu (Bi - substituovaný granát BixY3-xFe5O12 nebo BIG, Bi3Fe5O12). Na těchto strukturách bude studována závislost transversálního Kerrova MO jevu na geometrických parametrech mřížek; jejich periodě a faktoru plnění. Cílem je porovnání experimentálních výsledků s teoretickými modely.
Optická a magnetooptická odezva bude zkoumána s využitím experimentálního vybavení VŠB: spektroskopický elipsometr Woolam RC2 DI se spektrálním rozsahem od 193nm do 1700nm (0.71 – 6.4 eV), spektrální magneto-optická aparatura pro měření Kerrových úhlu. Část měření bude probíhat na spektrální magneto-optické aparatuře v laboratořích IEF. Protože elipsometrická měření periodických struktur vyžadují precizní nastavení pozice vzorku, bude součástí projektu vývoj vhodného držáku a jeho následné rozšíření o systém umožňující zavedení externího magnetického pole.
Získaná experimentální data budou zpracovávána v programu založeném na metodě RCWA, který vyvíjí řešitel v prostředí MATLAB. Modely budou využity pro výpočty struktur spin-VCSEL (Vertical cavity surface emitting laser využívající spinově polarizováného proudu). Tato problematika je součástí diplomové práce studenta Tibora Fördose.


[1] A. K. Zvezdin and V. A. Kotov, Modern magnetooptics and mag-netooptical materials, vol. 0 (Institute of Physics Pub., 1997).
[2] V. I. Belotelov, D. A. Bykov, L. L. Doskolovich, A. N. Kalish, and A. K. Zvezdin, “Extraordinary transmission and giant magneto-optical transverse Kerr effect in plasmonic nanostructured films,” Journal of the Optical Society of America B 26, 1594 (2009).
[3] Y. Ding, J. Yoon, M. H. Javed, S. H. Song, and R. Magnusson, “Mapping Surface-Plasmon Polaritons and Cavity Modes in Extraordinary Optical Transmission,” IEEE Photonics Journal, 3, 365–374 (2011).
[4] G. D. Aguanno, N. Mattiucci, M. J. Bloemer, D. D. Ceglia, M. A. Vincenti, and A. Al`u, “Trans-mission resonances in plasmonic metallic gratings,” 28, 253–264 (2011).
[5] L. Halagačka, M. Vanwolleghem, K. Postava, B. Dagens, J. Pištora, J. Magn. Soc. Jpn., 1110140524, (2011)
Členové řešitelského týmuIng. Tibor Fördös, Ph.D.
Ing. Lukáš Halagačka, Ph.D.
doc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)V rámci projektu se zaměříme především na tyto oblasti:
-spektroskopická elipsometrická měření referenčních vzorků pro určení optických konstant použitých materiálů: zlato, substituovaný granát a granát jako substrát
-spektroskopická elipsometrická měření souboru vzorků periodických struktur a fitování elipsometrických dat
-magneto-optická meření transversálního Kerrova jevu způsobující jev nereciproké reflektivity
-numerická optimalizace struktury pro zvýšení efektu nereciproké reflektivity
-aplikace předešlých poznatků o nereciproké reflektivitě pro návrh vlnovodných struktur s nereciprokou disperzí vedených módů

V rámci doktorandského studia pod dvojím vedením studenta Lukáše Halagačky budou průběžné výsledky a další postup řešení projektu konzultován v rámci skupiny CIMPHONIE (Composants Intégrés : Magnéto-PHotonique et plasmONIquE), především pak s jeho tamním školitelem Dr. Beatrice Dagens (IEF) a dále pak s Dr. Mathias Vanwolleghem (IEMN). Část výsledků projektu bude rovněž zahrnuta v diplomového práce studenta Tibora Fördose.

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia36000,-36000,-
3. Materiálové náklady12000,-21191,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek12000,-13552,-
5. Služby10000,-11799,-
6. Cestovní náhrady50000,-48458,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory15000,-15000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)15000,-4000,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady150000,-
Uznané náklady150000,-
Celkem běžné finanční prostředky150000,-150000,-