Sun exposure and climate therapy is an effective treatment for psoriasis. However, even though this treatment gives the patients relief from their discomforting symptoms, it has some potentially dangerous side effects such as an increased risk of skin cancer and premature skin aging. A prospective field study plans to follow the patients undergoing the climate therapy. During this study the UV dose to each patient will be monitored by personal dosimeters worn by the patients. Furthermore the patients' skin spectra acquired by the means of optical spectroscopy will be obtained daily. Both psoriatic skin a unaffected skin will be observed. These data will be used to assess the skin changes which take place during the psoriasis treatment. This project is focused on developing an automatic algorithm for handling bulk spectrometric measurements data and to propose ways of numerically evaluating the skin spectra. These numerical values will be later used to compare the daily patients' spectra and monitor progress of the treatment. An inverse model based on a lookup table and successive iteration was proposed in this project. The model matches the diffuse skin reflectance spectra modeled with a diffuse skin model with the measured patients skin spectra. The measured skin spectra are then defined by the diffuse skin model input parameters which were found by the inverse model. These parameters are oxygenation, blood volume and melanin absorption coefficient. Additionally four indexes were proposed to supplement the parameters found by the inverse model, namely the erythema index, melanin index, hemoglobin index and oxygenation index. Measurements of several skin spectra including psoriatic plaques spectra were carried out and used to test the inverse fitting model performance. The proposed model proved to match the measured spectra in an acceptable form employable for distinguishing between different measured spectra. The highest deviation is at the ends of the spectra due to the use of a constant value of scattering coefficient and additional parameters not directly relevant to sun exposure, hence not considered by the model. The proposed parameters together with the indexes proved to be a viable means of evaluating the healing in the psoriatic plaques as well as determining the changes caused by the sun in normal skin.

In this thesis a compact drain current model for nanoscale double-gate MOSFETs is presented. The model covers all operation regimes and bias voltages up to 0.4V. The modeling is done using conformal mapping techniques to solve the 2D Laplace equation in sub-threshold, and using a long channel model in strong-inversion. In near threshold, a quasi-Fermi level model which uses empirical constants is used to find the current. A continuous model is found by expressing asymptotes in the sub-threshold and strong inversion regimes, and combining them using a interpolation function. The interpolation function uses a parameter that is decided analytically from the near threshold calculations. The model shows good agreement with numerical simulations for bias voltages below 0.4V and channel lengths bellow 50nm.

Perfect lenses operating in the near visible spectrum has only recently been introduced, and these kind of metamaterials seem to have a large potential. One problem encountered with these perfect lenses are exceedingly large intrinsic losses, making them impractical for use in applications. This project has explored some of the limitations in using gain to compensate for these losses, specifically the effect of gain saturation has been considered. Gain saturation has been proven to limit the maximum parallel spatial frequency that can be reproduced by the lens. Even though, it has been shown that amplification has the potential to increase the resolution limit by a measurable factor. In the case of several waves traversing the lens simultanously, the critical factor is how much of the total amplitudes lies in waves close to the resolution limit. Waves with relatively small parallel spatial frequencies requires small amplifications, and those with high parallel spatial frequencies will get attenuated or reflected almost immediately, meaning both these types contribute little to gain saturation.

A precise subthreshold potential model for the Quadruple FET (QuadFET) is presented in this thesis. The attempt of modeling the FinFET ("Fin" FET) in the same way failed, but the procedure of the attempt will still be presented in this thesis, and a conclusion of why this modeling did not work is given. For the QuadFET, an analytical solution of the inter-electrode potential distribution of the double-gate MOSFET (DG MOSFET) is used by performing a simple geometric scaling transformation. This is done with a high degree of precision due to structural similarities between the QuadFET and DG MOSFET, accounting for the dierence in gate control of the two devices. A parabolic approximation is then used to model the the cut-plane in the middle of the device, perpendicular to the electron ow from source to drain, of the QuadFET. The resulting analytical solution agrees very well with numerical simulations. For the FinFET, the same analytical solution of the DG MOSFET is used directly in the ground plane of the device, assuming that the electric elds going through the ground plane, into the thick substrate, is negligible. Conformal mapping is then used in the same plane as modeled in the QuadFET, that is the plane in the middle of the device, perpendicular to the electron ow from source to drain, resulting in an analytical solution of the FinFET. Since the potential curvature in the source-drain direction was neglected when making the three dimensional problem of the FinFET to a two dimensional one, the modeling failed. However, an attempt of modeling the transistor has been tested, the electrostatics of the device is better known, and a new way of modeling the device is briey discussed.

Au catalyst ZnO nanostructures have been grown on the a- and c-plane sapphire substrate by PLD. Influence of substrate lattice orientation, substrate surface and different substrate annealing temperature have been characterized by AFM, SEM and XRD. This report shows that a-plane sapphire substrate annealed at 1000 degree C and 1200 degree C improves the growth condition of Au catalyst ZnO nanostructures. For c-plane sapphire; annealing at 1200 degree C and 1400 degree C enhances the nanostructure growth. The better growth condition is a result of the terrace-and-step morphology seen on the substrate surface prior to growth. This report also indicates a correlation between the azimuthal in-plane alignment of the grown nanostructures and the sapphire substrate lattice orientation.

This report presents a method for fabrication of ridge-type waveguide electro-optic modulators in 500 nm thick, c-oriented, epitaxial, (Pb0.92,La0.08)(Zr0.4,Ti0.6)O3 thin films on a MgO substrate. The method is based on ordinary photolitography and wet etching techniques with lift-off metallisation of gold electrodes. To achieve good input coupling of light the device end faces were polished using diamond lapping film swith grain sizes as small as 0.5 um. Several devices with both Mach-Zehnder electro-optic modulators and phase modulators with co-planar gold electrodes and an interaction length of L = 3 mm were fabricated using this method. These modulators were used to examine the electro-optic efect in the thin films at the wavelength 1.55 um. Coherent, linearly polarised light was coupled into the waveguide end face using tapered fibres while a modulation voltage was applied to the electrodes. The phase modulators were used as intensity modulators by exciting them with light polarised 45 degrees on the optical axis and placing a linear polariser at the output. Practical modulation was achieved using voltages as low as 46 V with the phase modulators and 80 V with the Mach-Zehnder modulators. Using a numerical curve fitting technique, the measured data was fitted to a proposed theoretical model for the modulators. The model was based on Jones matrix formalism and the assumption that the electro-optic effect in the thin films corresponds with the Pockels effect. Good fits were achieved indicating that the effect is indeed a Pockels effect and estimates of the Pockels coecient r51 ranged from 4.4 pm/V to 11 pm/V depending on the device. These values were obtained under the uncertain assumption that the birefringence of (Pb,La)(Zr,Ti)O3 is 0.005. It is found that if the actual value of the birefringence is lower, then r51 will also be lower than estimated. Based on previous works the Pockels coeficient was expected to be on the order or ~102 pm/V. The low measured values of r51 and the variation between films is believed to be due to the thin films being multi domain with a domain structure created by a stochastic process.

The major issue with solar cells today, is the price per watt. To tackle this challenge several approaches are being made. One possible approach is to reduce the amount of silicon raw material used in todays wafer-based solar cells by making the wafers thinner. This approach does however bring with it another problem; much of the incident light will escape the cell before being absorbed. One possible way to solve this problem is to use a photonic crystal (PC) as a rear reflector. PCs is a periodic dielectric structure that can reflect light in a non-specular manner, which can substantially increase the optical pathlength for the light within the cell, and hence increase the probability of absorption- One such PC is the inverted opal. To make an inverted opal, one first fabricates a synthetic opal, consisting of microspheres of some kind, that can be used as a template. The gaps between the spheres of such an opal can then be filled with a suitable dielectric, e.g. silicon, and the spheres can be removed by a selective process, leaving the inverted opal structure. In this master project, opals were attempted made with Ugelstad spheres and polysterene (PS) spheres. With the Ugelstad spheres, wafer sized monolayers were made, but opals were not achieved. The PS spheres however, proved very suitable, and opals with a grain size of 150x300$mu m$ were successfully made. These opals were then partially inverted, by first filling in the gaps between the spheres with silicon, using a low temperature low pressure PECVD process, and then heating the samples to 600 degrees Celsius for 2.5 hours.

Speckle arises when coherent light is reflected from a rough screen and observed by an intensity detector with a finite aperture. Because speckle causes serious image degradation when lasers are used as light sources in e.g. projectors, methods for reducing the speckle contrast need to be developed. Different speckle contrast reduction methods are investigated in this thesis, such as a rotating diffuser and a sinusoidal rotating grating. In addition, speckle simulations with the optical system design software ZEMAX has been explored. A setup consisting of a 4-f imaging system with a rotating diffuser in the Fourier plane was developed in order to decide whether or not it is advantageous to perform speckle reduction in the Fourier plane. Hence, measurement series were performed with the rotating diffuser placed at different positions in the 4-f imaging system for comparison. Measurement series were executed both with an empty object plane and with a lens in it to spread the light in the Fourier plane. Placing a rotating diffuser in the Fourier plane does not appear to be effective for speckle contrast reduction. The last setup investigated was a transmissive spatial light modulator (SLM) placed in the beam path. Sinusoidal rotating gratings created by means of gray levels, to simulate a potential modulator based on a deformable polymer layer, were implemented on the SLM. The gratings were rotated around their centers, and in a spiral in order to reduce the speckle contrast. For the first method the modulator speckle contrast was 34% for N = 18 averaged images, and for the second method it was 31% for N = 36 averaged images, both with a grating period of 4 pixels. Due to the drawbacks of the SLM optimal results were not achieved, but the SLM is useful for a proof-of-concept. Further measurements should be performed for this promising, novel method based on a true sinusoidal grating.

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.

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.