Detail předmětu
Diagnostika nanostruktur
FSI-TDN-A Ak. rok: 2027/2028 Letní semestr
Předmět poskytuje přehled experimentálních metod pro charakterizaci nanostruktur, jejich fyzikálních principů, možností a omezení. Výuka je zaměřena na diagnostiku optických, elektronických, magnetických, strukturních a chemických vlastností nanostruktur, dvourozměrných materiálů a polovodičových součástek. Na konkrétních příkladech je ukázáno, jak volit a kombinovat experimentální metody pro řešení daného vědeckého problému.
Jazyk výuky
angličtina
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Student získá přehled o hlavních experimentálních metodách diagnostiky nanostruktur a jejich fyzikálních principech. Po absolvování předmětu dokáže posoudit možnosti a omezení jednotlivých metod, interpretovat jejich základní výsledky a navrhnout vhodný experimentální postup pro charakterizaci konkrétního materiálového systému.
Vstupní znalosti
Základy kvantové fyziky, fyziky pevných látek a fyziky povrchů a tenkých vrstev.
Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů
Hodnocení zohledňuje práci studenta v povinných cvičeních a odbornou diskusi při závěrečném kolokviu. Student při kolokviu zdůvodní výběr a případnou kombinaci diagnostických metod pro konkrétní materiálový systém. Při přípravě na kolokvium může použít poznámky z přednášek. Zameškanou povinnou výuku student nahrazuje způsobem stanoveným vyučujícím, v souladu s jejím rozsahem a obsahem.
Učební cíle
Student získá přehled o hlavních experimentálních metodách diagnostiky nanostruktur a jejich fyzikálních principech. Po absolvování předmětu dokáže posoudit možnosti a omezení jednotlivých metod, interpretovat jejich základní výsledky a navrhnout vhodný experimentální postup pro charakterizaci konkrétního materiálového systému.
Studijní opory
Prezentace přednášek ve formátu PDF jsou dostupné v e-learningu.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program MPC-NCP: Návrh čipů a moderní polovodičové technologie, magisterský navazující, povinně volitelný
Program N-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, magisterský navazující, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
13 hod., nepovinná
Osnova
- Optické nanostruktury (2 přednášky): metody v blízkém a vzdáleném poli, elipsometrie, rozptyl a absorpce jednotlivých nanoobjektů, kruhový dichroismus a nanothermometrie.
- Organické nanostruktury (2 přednášky): LEEM/LEED, STM, nc-AFM a KPFM; lokální spektroskopie a zobrazování molekulárních struktur.
- Magnetické nanostruktury (2 přednášky): zobrazování magnetických domén, MFM, magnetooptické, elektronové a rentgenové metody, ultrarychlé děje a spinový transport.
- Chemické a katalytické vlastnosti (2 přednášky): XPS a chemická analýza povrchů; STM/nc-AFM a TPD při studiu povrchových reakcí; modelové katalyzátory a jejich omezení.
- Dvourozměrné materiály (2 přednášky): SEM s EDX, EBSD a AES, in-situ mikroskopie; charakterizace grafenu optickými, sondovými a elektronovými metodami a transportními měřeními.
- Polovodičové součástky a nepárové elektrony (2 přednášky): diagnostika poruch a EBIC, SEM/SIMS/TEM; magnetická rezonance NMR, EPR/ESR a dynamická jaderná polarizace.
- Kolokvium (1 přednáška): jak zvolit metody pro zodpovězení konkrétní vědecké otázky o zkoumaném materiálovém systému.
Laboratorní cvičení
6 hod., povinná
Osnova
Vybrané přednášky mohou být doplněny praktickými ukázkami přímo v laboratoři.
Cvičení
14 hod., povinná
Osnova
Vybrané přednášky mohou být doplněny výpočetními cvičeními.
Cvičení s počítačovou podporou
6 hod., povinná
Osnova
Vybrané přednášky mohou být doplněny cvičeními s počítačovou podporou.