Detail předmětu

Diagnostika nanostruktur

FSI-TDN-AAk. rok: 2027/2028

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

Příslušnost k typu studijního programu

magisterský navazující

Garant předmětu

prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

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.

Základní literatura

Copy of the presentations with literature resources for each topic. (EN)
Meyer E., Hug H. J.: Scanning Probe Microscopy, The Lab on a Tip, Springer , 2004.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-NCP magisterský navazující

    obor --- , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program N-FIN-P magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný, je součástí profilujícího základu
  • Program MPC-NCP magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

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

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Osnova

Vybrané přednášky mohou být doplněny praktickými ukázkami přímo v laboratoři.

Cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Osnova

Vybrané přednášky mohou být doplněny výpočetními cvičeními.

Cvičení s počítačovou podporou

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Osnova

Vybrané přednášky mohou být doplněny  cvičeními s počítačovou podporou.