Detail předmětu

Metody přípravy nízkodimenzionálních struktur

FSI-TNSAk. rok: 2023/2024

Technologie přípravy nanomateriálů a nanostruktur (0D, 1D, 2D). Řízené a samo-uspořádávací principy. Analytické metody a metodika v nanovědách. Fyzikální principy technologií, měření a jevů na úrovni nanometrů. Praktické příklady materiálů, heterostruktur a jejich aplikací v elektronice a optoelektronice.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Vstupní znalosti

Obecná fyzika, elektronové transportní jevy, energetické pásové diagramy, interakce světla s látkou, stavba látek, molekulární fyzika (základní pojmy), kvantová fyzika (základní pojmy).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení studenta bude zohledňovat výsledky diskuze nad zadanými tématy při kolokviu (k přípravě povoleny poznámky z přednášek).


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.

Učební cíle

Důraz je kladen na rámcový přehled typických technologií pro přípravu nano-materiálů a nano-struktur, analytických metod a metodik pro charakterizaci jejich vlastností, včetně ilustrace na konkrétních případech, objasnění souvisejících fyzikálních principů a představení současných i budoucích aplikací.

Student získá přehled o základních technologiích pro přípravu nano-materiálů a nano-struktur, analytickými metodami a metodikami pro zkoumání jejich vlastností, souvisejícími fyzikálními principy a současnými i budoucími aplikacemi v tomto oboru.

Základní literatura

KITTEL, C: Introduction to solid state physics (EN)
DEKKER, A. J.: Solid state physics (EN)
BLAKEMORE, J. S.: Solid State Physics 1997 (EN)

Doporučená literatura

W. A. Goddard, III, D. W. Brenner, S. E. Lyshevski, G. J. Iafrate (Ed.) Handbook of Nanoscience, Engineering and Technology

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-FIN-P bakalářský, 3. ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Osnova

Lekce 1 - úvod do nízkodimenzionálních struktur, přístup bottom-up a samouspořádávání. Kvantové tečky, fulerény, nanodráty, 2D materiály. Fyzikální a chemické přístupy k tvorbě nanostruktur.

Lekce 2 - přístup top-down a hybridní varianty. Litografie založená na SPM, optická a elektronová litografie.

Lekce 3 - magnetronové a iontově-asistované naprašování, napařování a spintronika. Příprava tenkých vrstev, epitaxe a heterostruktury. Polovodičové multivrstvy a magnetická záznamová média.

Lekce 4 - molekulární svazková epitaxe. Pevnolátkové lasery.

Lekce 5 - Leptání a depozice z plynné fáze. Mokré a suché leptání. CVD, dopování a příběh modré diody.

Lekce 6 - depozice atomárních vrstev. Polovodičové technologie v tranzistorech.

Lekce 7 - fokusovaný iontový svazek. Interakce iontů s pevnou látkou, technologie FIB, FIBem indukované procesy a aplikace FIB.

Lekce 8 - Analytické techniky - RTG difrakce, spektroskopická elipsometrie, SEM/TEM, a techniky citlivé na povrch s velkým prostorovým rozlišením.

Laboratorní cvičení

3 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Osnova

Praktická výuka v laboratoři: čisté prostory a práce v nich, optická litografie a depozice tenkých vrstev, elektrická měření.

Cvičení

7 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Osnova

Výpočty podpůrných teoretických příkladů, praktické demonstrace a vyzkoušení probíhají po celý semestr.

Cvičení s počítačovou podporou

3 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Osnova

Viz cvičení.

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz