<p>GaAs/AlGaAs core-shell nanowires (NWs) were grown on GaAs(111)B substrates by Au-assisted molecular beam epitaxy (MBE) to investigate how different Al compositions in the shell influences the structural and optical properties of the NWs. Investigations with a secondary electron microscope (SEM) revealed that an increase in Al content leads to an increase in radial growth rate and a decrease in the axial growth rate of the AlGaAs shell. Low temperature μ-photoluminescence (PL) measurements showed that there was great improvement in the luminescence for the GaAs/AlGaAs core-shell NWs compared to GaAs NWs without shell.</p>

<p>This master's thesis describe electromagnetic simulations of a gallium antimonide (GaSb) light emitting diode, LED. A problem for such devices is that most of the generated light is reflected from the surface due to total internal reflection, and is therefore prevented from coupling out of the semiconductor material. Etching out a 2D photonic crystal grating on the LED surface would put aside the absolute rule of total internal reflection, and could therefore be used to increase the total transmission. The simulation method which was developed was supposed to find geometry parameters for the photonic crystal to optimize the light extraction. A set of plane waves were therefore simulated using FDTD to build an equivalent to the Fresnel equations for the photonic crystal surface. From that the total transmittance and radiation patterns for the simulated geometries were calculated. The results indicated an increase in the transmission properties of up to 70% using a square grating of holes where the holes have a radius of 0.5µm, the hole depth is 0.4µm, and the grating constant is 1µm. A hexagonal grating of holes and a square grating of isotropically etched holes were also simulated, and featured improvements on the same scale, but with different dimensions for the holes. The simulations were computationally very demanding, and the simulation structure therefore had to be highly trimmed to limit the calculation time to reasonable values. This might have reduced the accuracy of the results. Especially the optimum grating constant, and the value of the optimum improvement itself is believed to be somewhat inaccurate.</p>

<p>Norges første pulset laser deponerings (PLD) lab ble påbegynt høsten 2005 av NTNU i samarbeid med Sintef og ble ferdigstilt våren 2006. Pulset laser deponering brukes til deponering av komplekse oksider som SrRuO3(SRO) og BaTiO3(BTO), deponeringsmetoden til PLD er en fysikalsk fordampnings deponering. Metoden fungerer ved at pulset laserstråle slår løs targetmateriale som deponeres som en tynnfilm på et nærliggende substrat. PLD laben består av en laser, to deponeringskammere, Sintef og NTNU kontrollerer hvert sitt, optikk for styring av laserstrålen og måleutstyr som strålingstermometer og wattmeter. For å kontrollere PLD parametrene som brukes under deponering brukes det et PC program. All kommunikasjon mellom PC og kammer gjøres gjennom en hylle på RS484 protokollen. Programvare, hylle og kammer er levert av Twente Solid State Technology (TSST). Bestemmelse av vekstparameter for tynnfilmer av henholdsvis SRO og BTO ble gjennomført i begge kammerene. Karakterisering ble gjennomført på alle tynnfilmene ved hjelp av røntgendiffraksjon (XRD) og atomærkraft mikroskopi (AFM). Antall atomlag(N), avstanden mellom atomlagene(c) og full bredde halv maksimum (FWHM) verdien ble funnet ved hjelp av XRD. Ved hjelp av AFM ble kvaliteten til overflaten observert og stegstørrelsen ble bestemt. Ideell veksttemperatur i Sintef kammeret ble funnet ved at SRO tynnfilmer ble grodd ved 5 forskjellige temperaturer 600, 650, 700, 750 og 800 °C. Ut fra resultatene til denne serien ble det bestemt at tynnfilmen grodd ved en temperatur på 700 °C ga best kvalitet. Ved denne temperaturen ble en jevn terrassestruktur observert med en steghøyde på 0,356 nm. Resistansen ble målt til 76 Ω over 2 mm av tynnfilmen, resistans målningene ble foretatt ved hjelp av et multimeter. Vekstparametrene til BTO ble bestemt i NTNU kammeret. Temperaturen ble satt til 700 °C mens laserenergien og oksygentrykket ble forandret. Laserenergien måtte bli redusert med 2 halvbølgeledere for å få effekten lav slik at tynnfilmene ikke ble for tykke, laserenergien ble redusert til 0,18 W. Filmer grodd ved en laserenergi på 0,18 W og trykk på 5∙E-3 mbar produserte tynnfilmer med en jevn overflate. FWHM av BTO filmene varierte mellom 0,02° og 0,03°, som indikerte tynnfilmer av god krystallinks orden.</p>

<p>Metamaterialer har blitt betraktet som et kontroversielt tema siden de ble presentert som en teoretisk mulighet av Viktor Veselago i 1969. I den senere tid har det blitt verifisert at flere fundamentale prinsipper i fysikken og optikken blir reversert eller opphevet som følge av nye ukonvensjonelle egenskaper i passive metamaterialer. Metamaterialene er opphav til nye fenomener som negativ brytning, antiparallelle hastigheter, motsatt dopplereffekt, fase- og dispersjonskompensasjon og reversering av evanescente felt. Et stort antall forbedrede tekniske applikasjoner blir mulig som følge av disse fenomenene. Fellesnevneren for disse er at når naturlige begrensninger i forbindelse med materialet kan oppheves, vil en kunne gjøre store forbedringer med tanke på størrelse, effektivitet, oppløsing og kapasitet. Utfordringer Foreløpig er det en del tekniske utfordringer knyttet til produksjon av metamaterialer i enkeltfrekvenser utover mikrobølgeregionen, og for et bredt spekter av frekvenser. Flere av utfordringene er direkte knyttet til materialene som benyttes, mens andre skyldes manglende teknologi når det gjelder produksjon. Enkelte av disse utfordringene vil trolig kunne løses i nær fremtid, mens andre fremstår som større – og foreløpig uoverkommelige – hindringer. Dagens tilgjengelige metamaterialer produseres hovedsaklig med metall som en viktig bestanddel. Dette betyr at de har virkeområde i mikrobølgespekteret, og er opphav til store tap ved optiske frekvenser. For å kunne realisere metamaterialer i et bredere frekvensspekter og særlig med tanke på det synlige spekteret, er det nødvendig å finne fram til ikke-metalliske materialstrukturer. Dessuten er dagens utforskning av magnetiske metamaterialer i terrahertzspekteret fortsatt langt unna operative løsninger. En økning i spekteret som metamaterialer kan operere i kan oppnås ved en minimalisering av strukturenes byggesteiner. Dette vil øke homogeniteten for en gitt frekvens. Bruksområder I første omgang kan det forventes at metamaterialer vil bli brukt i ulike antenneapplikasjoner. Flere forskningsgrupper arbeider for tiden med å utvikle miniatyrantenner av metamaterialer. Disse vil blant annet kunne bidra til en mer effektiv trådløs kommunikasjon, slik at det for eksempel vil bli mulig å være koblet til internett til enhver tid. Dette blir mulig fordi mikroskopiske antenner kan være festet på chips og sensorer som for eksempel kan være ”online”. Dette vil imøtegå de stadig økende kravene til små mobiltelefoner og andre portable dataenheter, samt kravene til tilgjengelighet av nettverk. Det amerikanske forsvaret arbeider også med å utvikle antenner som kan være med i kampen mot terror. Evnen til å fokusere lys og andre elektromagnetiske bølger har lenge blitt betraktet som den mest lovende egenskapen med metamaterialer. Det vil blant annet kunne føre til en mer effektiv solenergiteknologi. Det vil f. eks. også være med på å øke mengden av informasjon lagret på en CD eller DVD drastisk. Usynlighet er det feltet innen metamaterialer som sannsynligvis ligger lengst unna en realisering. Likevel har usynlighet fascinert menneskene til alle tider, så den teoretiske muligheten til å skape en usynlighetskappe og andre usynlighetskomponenter gjør at temaet får mye oppmerksomhet og omtale. Kommersialisering av forskningsresultater Kommersialisering av forskningsresultater er et nasjonalt og internasjonalt satsningsområde. Det tradisjonelle skillet mellom forsknings- og utdanningsinstitusjonenes grunnforskning og næringslivets interesseområder blir svakere, blant annet på grunn av sterkere internasjonal konkurranse og et større fokus på innovasjon og nytenkning i næringslivet. Regjeringen Stoltenberg II gir i Soria-Moriaerklæringen og i Stortingsmeldingen ”Vilje til forskning” klare signaler om at de ønsker en styrket satsning på forskning og et nærere samarbeid mellom forskningsinstitusjoner og næringslivet. Kommersialisering en krevende prosess, både tidsmessig og økonomisk, og det er derfor nødvendig med en god kommersialiseringsplan for å redusere risiko og øke sjansene for suksess. Veien fra ide til et fullt ut kommersialisert produkt er lang og kronglete med mange hindringer og utfordringer i veien. Ofte dreier det seg om flere parallelle oppgaver; finne riktige partnere, etterprøve ideens bæreevne, utvikle og modne prosjektet, beskytte og markedsføre rettighetene til sine oppfinnelser samt skaffe kapital for å sette ideen i produksjon. Goldsmiths kommersialiseringsmodell Goldsmiths kommersialiseringsmodell er utviklet av professor H. Randall Goldsmith og har oppnådd internasjonal anerkjennelse som et godt redskap for å bistå kommersialiseringsprosessen for avansert teknologi. Modellen deler kommersialiseringsprosessen inn i tre hovedfaser; utredningsfasen, utviklingsfasen og kommersiell fase. De tre fasene består av hhv. 1, 3 og 2 trinn, totalt 6. I hvert trinn skal idéen(e) vurderes og videreutvikles ut fra tre perspektiver; teknologi, marked og virksomhet. Kommersialisering av metamaterialer De ulike fremtidige bruksområdene for metamaterialer er alle tidlig i en kommersialiseringsprosess. Både materialer og konkrete produkter er teoretisk mulig å fremstille, men det finnes foreløpig få prototyper. Forskningen foregår hovedsaklig ved etablerte forsknings- og utdanningsmiljøer, men det kan forventes et tettere samarbeid med aktuelle produsenter og investorer når/hvis de teknologiske hindringene løses. Sannsynligvis vil dette skje i flere miljøer samtidig, og det vil da kunne bli en sterk konkurranse om kommersialiseringen av teknologien. Markedet for en slik teknologi er enormt, og interessen vil utvilsomt være stor hos både investorer og forbrukere. Sjekklister utarbeidet med bakgrunn i Goldsmiths kommersialiseringsmodell, tilpasset kommersialisering av metamaterialer, vil kunne brukes som et rammeverk og en veileder i forbindelse med en slik kommersialiseringsprosess.</p>

<p>I denne Masteroppgaven ble det dannet filmer av BaSnO på substrat av STO og Nb:STO. Filmene ble grodd i serier der parametrene som ble endret var laserfrekvens, lasereffekt(ved 2Hz og 10Hz)og temperaturen til substratet(ved 2Hz og 10Hz). Tykkelsen til de fleste filmene som ble deponert var mellom 200nm-350nm. For substrattemperaturer mellom 500°C-700°C ble det dannet filmer i hva som sannsynligvis er Ruddlesden Popper serien med en maksimal n kalkulert til å være 169 basert på satellittopper funnet i θ-2θ målinger. For filmer med substrattemperaturer i dette området ble det funnet en lineær sammenheng mellom deponeringsraten i Å per sekund og n i Ruddlesden Popper serien. Det ble funnet at den laveste temperaturen som en krystallinsk film kan bli dannet på minker når laserfrekvensen reduseres. Ved en laserfrekvens på 2Hz ble det dannet krystallinske filmer ned mot substrattemperaturer på 450°C. Ingen filmer ble forsøkt dannet under denne temperaturen og 450°C danner derfor ikke ingen nedre grense for vekst av krystallinske filmer av BaSnO. XPS målinger av filmene i laserfrekvensserien viser et fallende Ba/Sn forhold når høyden på lagene i filmene øker, i samsvar med hva man forventer i Ruddlesden Popper serien. Det ble også foretatt SIMS målinger av 3 filmer i laserfrekvensserien som avslørte at forholdet mellom Ba og Sn er stabilt igjennom hele filmen. SIMS målingene avslørte også Strontium forurensninger i ildematerialet og i filmene. For filmer med substrattemperaturer rundt 780°C ble satellittoppene svakere, muligens på grunn av en overgang fra 2D vekst til 3D vekst. Når laserenergien ved denne temperaturen ble senket ble det dannet filmer av hva som mest sannsynlig er 113 fasen til BaSnO. Det ble foretatt lekkasjestrømmålinger av en film i Ruddlesden Popper serien og lekkasjestrømmer på 1 A/ ble funnet. Det ble også foretatt annealing ved 400°C og 800°C på en av filmene. Dette reduserte intensiteten til satellittoppene i θ-2θ målingene litt da Ruddlesden Popper enhetscellene da går fra å stå ut av planet til å ligge i planet på filmen.</p>

<p>Tynnfilmepitaksi ved pulset laserdeponering av SrRuO3 på TiO2-terminert (001)-orientert SrTiO3-substrat, er i dette arbeidet undersøkt over et stort spekter av deponeringssystemets vekstparametere. Veksten er overvåket ved in situ målinger med elektronstrålediffraksjon (RHEED). Det er vist at tilnærmet perfekt epitaksi er mulig i flere begrensede områder i parameterrommet, der reproduserbarhet hovedsakelig er begrenset av parameterne trykk og temperatur. Resultatene antyder at dette har sammenheng med at kravet til nøyaktig reprodusering av ablasjonsforhold vil variere avhengig av hvor, i spekteret av trykk og temperatur, veksten foregår. Arbeidet omfatter også en undersøkelse av instrumentering. Optimalisering av temperaturmålinger med pyrometer, limeprosedyre og innstilling av laserenergitetthet på target er gjort. Resultater fra denne undersøkelsen viser at deponeringstemperaturen er reproduserbar med ±13 °C og at laserenergi-tettheten på target er usikker. En rekke tiltak som kan minimere usikkerheten i laserenergitettheten er gjennomgått.</p>

<p>Modelling of multimode and layer structure by transfermatrices</p>

<p>Optical spectroscopy is a common method used in the determination of quality parameters in groceries. An optical characterization of smoked Atlantic salmon was carried out in this thesis. The optical penetration depth in salmon was found at 531 nm and 632 nm from measurements with lasers as light sources, and from 550 nm to 880 nm with a tungsten halogen lamp as light source. The spectrum of the halogen lamp combined with the absorption spectrum of the salmon made it difficult to obtain results for wavelengths below 550 nm with the halogen lamp. Two variations in the measurements on smoked salmon were performed; measuring on needle insertion versus needle extraction and measuring across several layers of muscle tissue versus measuring along one layer of muscle tissue in salmon. The absorption coefficient and the reduced scattering coefficient of smoked Atlantic salmon was calculated. Significant differences were found dependent on needle insertion or needle extraction, and whether the measurements were made along one layer or across several layers. The penetration depths were found to be 6.79±0.33 mm across several layers and 10.76±1.03 mm along one layer in the measurements with the He-Ne laser. The diffusion approximation was found to be a good approximation for wavelengths from 600 nm to 700 nm. With further development, it may be possible to determine the astaxanthin content of salmon with the method used in this thesis.</p>

<p>Abstract In this thesis the focus has been on laser speckle. It is done in collaboration with poLight. They are developing a projector, where laser light is the source of illumination. In such projectors, laser speckle degrades the image quality. The aim of this project is to construct a speckle reduction device to be used in the laser projector. The theory covers a description of laser speckle, how to reduce the speckle contrast, and five methods to so. We explain why speckle arises and which parameters we can manipulate to reduce the speckle contrast. The five speckle reduction methods included in this thesis are; vibrating diffuser, slowly moving diffuser, Hadamard matrices, scattering tube, and vibrating mirror. Large vibrational motions are unwanted, considering the size of the device, generation of noise, and problems with alignment of the optical components in the projector that this would lead to. The quality of the laser beam is prominent in order to produce a sharp image, thus the use of diffusers with large scattering angles is not a good solution. The scattering tubes, designed by poLight, are tubes filled with micro pearls in a polymer gel. The size of the pearls decides the nature of the scattering. Larger pearls will give less back scattering and more light transmitted in the forward direction. If the tubes are rotated in a well balanced device we can avoid generating vibrations. The Hadamard matrices is the only one of the five methods which is not based on a motion. The challenge is to find a SLM to implement the matrices. It requires a low response time in order to present enough matrices during the exposure time of the eye. The laboratory setup we use to measure the speckle contrast is an improved version of the setup constructed in the specialisation project. A screen was removed from the old setup, and the speckle is now imaged directly from the speckle reduction device. The measured speckle reduction is thus due to the device alone, and not affected by the screen. The results were reproducible and in agreement with what we expected. We implemented a vibrating diffuser, both the single and the slowly moving. A piece cut from a plastic bag and some Scotch Magic tape were used as diffusers. The tape is the strongest diffuser and gives the lowest speckle contrast, however, it also has the largest scattering angle. The single tape diffuser reduced the speckle contrast to $C = 0.112$. With two tape difusers in series the intensity in the images becomes too low to exploit the dynamic range of the CCD sensor. The result is a higher calcualted speckle contrast with two diffusers, $C=0.131$, even though it ought to be smaller. We tested five prototypes of the scattering tube with different concentrations. The tube with the highest concentration has the highest speckle reduction abilities. It also has the strongest scattering effect. The scattering is less than with the tape diffuser, and so is the speckle reduction. The speckle contrast is reduced to $C=0.320$ when the tube is rotated, and to $C=0.389$ when it is vibrated. The tubes was also tested in series with a ground glass. The ground glass acted as a second diffuser. In this setting, vibration and rotation of the tubes reduced the speckle contrast equally, $C approx 0.283$ From the measured speckle contrast of the diffusers and tubes in stationary conditions, a polarization analysis should show a depolarization of the laser beam. This were the case only for the plastic diffuser. It is assumed that the error lays with the polarization analysis. There should be a depolarization in the tape and a partial depolarization in the tubes. A calculation of the speckle size was performed as well. Based on the theory we expected the size of the speckle grains to be $sigma_s = 37.77~mu m$. From the Fourier analysis of a speckle image from the setup we calculated the speckle size to be $sigma_s = 5.35$~mm, which is approximately 140 times bigger. The expected speckle size is too small, because we did not take into account a small magnification in the setup. The Fourier analysis of discrete and limited sets of data points is probably the main explanation of the difference, but a more thorough study is needed.</p>

<p>This study will focus on strain induced by thermal history and thickness on antiferromagnetic epitaxial LaFeO3(110) thin films grown on Nb:SrTiO3(001) substrates. Lattice mismatching between film and substrate induce strain in the film lattice during growth of the film. This strain can be relaxed by thermal treatment after growth and may show tendencies in the domain size, shape and distribution related to strain. Thin films are grown in different thicknesses by rf magnetron sputtering and selected films are relaxed by thermal anneal treatment. The samples are investigated in room temperature and in heating experiments to obtain images of antiferromagnetic domain contrast along the L2 and L3 absorbtion egde of Fe by XMLD spectromicroscopy. Size of domains areas and contrast level are measured and related to the strain in the thin films. Averaged spectra of L2 absorbtion edge antiferromagnetic contrast showed a clearly observable domain contrast with consistently shaped energy spectrums. No difference in antiferromagnetic contrast due to lattice strain caused by lattice mismatching was observed. All as-grown samples showed comparable size, distribution and shape of antiferromagnetic domains on both polished and etched substrates. Relaxation of prepared samples in 1000±C for 12 hours in a 1 atm atmosphere of oxygen gave a distinct increase in size for the domains. Area calculation show a increase from typically 0.2 ¹m2 for as-grown films to 2 ¹m2 for relaxed films. Heating experiments estimate a Néel temperature of 625oK for as-grown films and 740oK for relaxed samples. The thermal anneal thus has a significant effect on LaFeO3 thin films as the domains increase in size and the Néel temperature in which the film is no longer antiferromagnetic increases to the Neel temperature of bulk LaFeO3. This preparation approach may be useful for further investigations of the exchange-bias effect.</p>