Detail předmětu

Nanotechnologie

FSI-9NTC Ak. rok: 2022/2023 Zimní semestr

Předmět popisuje aktuální stav rychle se rozvíjejícího multidisciplinárního oboru nanotechnologií. V první teoretické části podává přehled o historických základech a souvislostech oboru, vysvětluje příčiny zájmu i význam nanotechnologií a nastiňuje fyzikální principy a zákonitosti platné v "nanosvětě". Seznamuje posluchače s technologickými metodami přípravy nanostruktur (nanosystémů i nanostrukturních materiálů), jakož i s jejich perspektivními aplikacemi.
V druhé, praktické části provádí posluchače experimentálními metodami studia nanostruktur a povrchů, jakož i přípravou nanostruktur kombinací elektronové litografie, iontových technologií a metod rastrovací sondové mikroskopie, popř. i jinými metodami.
Výuka probíhá formou seminářů a laboratorních cvičení za aktivní účasti doktorandů.

Jazyk výuky

čeština

Výsledky učení předmětu

Studenti získají přehled o aktuálním stav rychle se rozvíjejícího multidisciplinárního oboru nanotechnologií. V teoretické části získají přehled o historických základech a souvislostech oboru a fyzikálních principech a zákonitostech platných v „nanosvětě“. Seznámí se rovněž s technologickými metodami přípravy nanostruktur (nanosystémů i nanostrukturních materiálů), jakož i s jejich perspektivními aplikacemi.
V praktické části se posluchači seznámí s experimentálními metodami studia nanostruktur a povrchů, jakož i přípravou nanostruktur kombinací elektronové litografie, iontových technologií a metod rastrovací sondové mikroskopie, popř. i jinými metodami.

Prerekvizity

Základní kurz fyziky, kvantová fyzika a fyzika pevných látek.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studenta bude zohledňovat jeho práci ve cvičení a výsledky diskuze nad zadanými tématy při zkoušce (k přípravě povoleny poznámky z přednášek).


Učební cíle

Cílem je seznámení posluchače s technologickými metodami přípravy nanostruktur (nanosystémů i nanostrukturních materiálů), jakož i s jejich perspektivními aplikacemi.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Výuka probíhá formou seminářů a laboratorních cvičení za aktivní účasti doktorandů. Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program D-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, doktorský, doporučený kurs

Program D-FIN-K: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, doktorský, doporučený kurs

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., povinná

Osnova

Studenti získají přehled o aktuálním stav rychle se rozvíjejícího multidisciplinárního oboru nanotechnologií. V teoretické části získají přehled o historických základech a souvislostech oboru a fyzikálních principech a zákonitostech platných v „nanosvětě“. Seznámí se rovněž s technologickými metodami přípravy nanostruktur (nanosystémů i nanostrukturních materiálů), jakož i s jejich perspektivními aplikacemi.
V praktické části se posluchači seznámí s experimentálními metodami studia nanostruktur a povrchů, jakož i přípravou nanostruktur kombinací elektronové litografie, iontových technologií a metod rastrovací sondové mikroskopie, popř. i jinými metodami.

I. Příprava nanostruktur
A) Bottom-up
1. Příprava 2D – 0D nanostruktur – metodami PVD,....
2. Chemická syntéza nanostrukturních anorganických materiálů
3. Chemická syntéza molekulárních struktur a nanovláken
B) Top – Down
Litografické metody

II. Vlastnosti nanostruktur
A) Kvantové zachycení
1. Elektronová struktura a hustota stavů 3D – 0D, aplikace v optoelektronice
2. Kvantové jámy a heterostruktury, 2D elektronový plyn
B) Transportní vlastnosti nanostruktur
Kvantování elektrické vodivosti (kvantový bodový kontakt), coulombická blokáda (Single Electron Transistor – SET)
Magnetické nanostruktury and spintronika

III. Experimental part
Příprava a analýza nanostruktur

IV. Aktuální problematika na základě studia původních článků.