Detail předmětu

Povrchy a tenké vrstvy I

FSI-T1TAk. rok: 1999/2000

Přednáška je úvodním kursem série předmětů zabývajících se studiem
fyzikální problematiky dvourozměrných struktur - povrchů a rozhraní a
tenkých vrstev. Úvodní část přednášky je věnována problematice
"čistých" povrchů: technologii přípravy povrchů a rozhraní, jejich
morfologii a struktuře, stručnému popisu kmitů dvourozměrných mřížek a
elektronové struktury povrchů. Následující část se zaměřuje na interakci
povrchů (rozhraní) s okolním prostředím a odpovídající změny jejich
fyzikálních vlastností: rozptyl částic na povrchu pevné látky, kinetiku a
dynamiku elementárních procesů na povrchu (rozhraní) - adsorbci, difúzi,
desorbci a odprašování. Závěrečná část přednášky pojednává o
reakcích na povrchu pevných látek (heterogenní katalýza),
mechanismech růstu tenkých vrstev, vlastnostech a aplikacích tenkých
vrstev (s vyjímkou optických vlastností).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Student po absolvování kursu získá přehled o základních jevech na
povrchu pevné látky při tvorbě tenkých vrstev,
jakož i přehled o základních analytických metodách studia povrchů
a tenkých vrstev.

Způsob a kritéria hodnocení

Cvičení, skládající se z jednotlivých panelů, připravených podle
doporučené literatury samostatně studenty, jsou povinná. U zkoušky
bude brán zřetel na výsledky cvičení, povolená je při přípravě literatura,
ústní část probíhá formou diskuse nad přípravenou oblastí fyziky
povrchů a rozhraní.

Učební cíle

V přednášce je věnována pozornost experimentálním metodám analýzy
a měření vlastností povrchů. Cílem je seznámit uchazeče se základními
trendy v bouřlivě se rozvíjejícím odvětví moderní fyziky.

Základní literatura

LUTH, T.: Surface and Interfaces of Solids,
ZANGWILL, A.: Physics at Surfaces,
ECKERTOVÁ, L.: Elektronika povrchů,

Doporučená literatura

FELDMAN, L.C.: Fundamentals of the Surface Analysis,
ECKERTOVÁ, L.: Fyzika tenkých vrstev,
LUTH, T.: Surface and Interfaces of Solids,

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

28 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc.

Osnova

Fyzika dvourozměrných struktur (povrchů a rozhraní) a tenkých vrstev -
definice a význam Příprava povrchů a rozhraní definovaných vlastností:
Nutná podmínka - ultravakuum (UV), metody přípravy (štípání nebo
lámání v UV, iontové bombardování a žíhání vzorku, napařování a
molek. svazková epitaxe (MBE), epitaxe použitím chemických reakcí a
jiné metody), kontrola kvality povrchu. Morfologie a struktura povrchů a
přechodů: Povrchové napětí a makroskopický tvar, relaxace,
rekonstrukce a defekty, fázové přechody, dvoudimenzionální mřížka,
superstruktura a reciproká mřížka, strukturální modely pevná
látka/rozhraní. Kmity dvourozměrných mřížek a elektronová struktura
povrchů: Elementární excitace, Výstupní práce a metody jejího měření,
povrchové stavy a zahnutí pásů na povrchu /rozhraní. Rozptyl na
povrchu pevné látky: Kinematická teorie rozptylu na povrchu pevné látky
a její aplikace pro LEED, dynamická teorie LEEDu a strukturální
analýza, nepružný rozptyl na povrchu pevné látky, klasické přiblížení
teorie rozptylu. Interakce povrchu/rozhraní s prostředím: Fyzisorbce,
chemisorbce, 2D-fázové přechody, změna výstupní práce vlivem
adsorbce, přenos energie na povrchu pevné látky, kinetika a dynamika
elementárních procesů na povrchu- adsorbce, difúze, desorbce,
odprašování. Povrchové reakce a růst tenkých vrstev: Katalýza,
nukleace a růst tenkých vrstev, studium růstu vrstev in situ.
Vlastnosti tenkých vrstev:
Mechanické vlastnosti, elektrické a magnetické vlastnosti, (optické
vlastnosti).
Aplikace tenkých vrstev:
Zdokonalování mechanických vlastností a ochrana materiálů, aplikace
T.V. v elektronice a mikroelektronice, aplikace v optice, optoelektronice a
integrované optice).

Cvičení odborného základu

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc.

Osnova

Panel I: AES, SIMS.
Panel II: EELS
Panel III: XPS/UPS
Panel IV: LEED/RHEED.
Panel V: RBS/LEIS.
Panel VI: Analýza založená na desorbci plynů z povrchu.
Panel VII: SEM a STM/AFM.
Panel VIII: SEXATS.