Detail předmětu

Organické nanostruktury na anorganických površích

FSI-9ONAAk. rok: 2027/2028

Fyzikální a chemické procesy určující vznik, strukturu a vlastnosti organických nanostruktur na anorganických površích. Adsorpce, difúze, molekulární samouspořádání a růst vrstev; role termodynamiky a kinetiky. Elektronová struktura rozhraní, energetické zarovnání hladin, přenos náboje a optické vlastnosti. Experimentální metody charakterizace a příklady funkčních molekulárních vrstev.

Jazyk výuky

čeština

Příslušnost k typu studijního programu

doktorský

Garant předmětu

prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Po absolvování doktorand vysvětlí fyzikální a chemické mechanismy tvorby molekulárních vrstev a nanostruktur; analyzuje vliv substrátu a intermolekulárních interakcí na jejich uspořádání a vlastnosti; provede základní energetické a kinetické odhady; navrhne vhodné experimentální metody a kriticky obhájí řešení zadaného problému na základě odborné literatury.

Vstupní znalosti

Fyzika pevných látek a základy fyziky povrchů nebo fyzikální chemie na magisterské úrovni.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Předmět je zakončen zkouškou. Její součástí je obhajoba semestrálního projektu a ústní ověření znalostí probírané problematiky včetně schopnosti aplikovat fyzikální principy na konkrétní systém. K úspěšnému absolvování jsou nutné obhajoba projektu i úspěšná odborná rozprava. Výsledek: prospěl/neprospěl. Účast na přednáškách není povinná; výuku doplňují řízené samostudium a konzultace.

Učební cíle

Po absolvování doktorand vysvětlí fyzikální a chemické mechanismy tvorby molekulárních vrstev a nanostruktur; analyzuje vliv substrátu a intermolekulárních interakcí na jejich uspořádání a vlastnosti; provede základní energetické a kinetické odhady; navrhne vhodné experimentální metody a kriticky obhájí řešení zadaného problému na základě odborné literatury.

Studijní opory

Doporučené přehledové články a literatura k individuálně zadanému projektu.

Základní literatura

G. Bracco, B. Holst: Surface Science Techniques. Springer Verlag, Berlin Heldelberg, 2013. (EN)
H. Ibach: Physics of Surfaces and Interfaces, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2010. (EN)
H. Lüth: Solid Surfaces, Interfaces and Thin Films, Springer verlag, Berlin Heidelberg, 2015. (EN)
Review papers: (4.1) Y. Yin, P. Alivisatos: Colloidal nanocrystal synthesis and the organic–inorganic interface, Nature 437, 2005, 664. (4.2) S.M. Barlow, R. Raval: Complex organic molecules at metal surfaces: bonding, organisation and chirality, Surf. Sci Rep. 50, 2003, 201. (4.3) J. A. A. W. Elemans, S. Lei, S. De Feyter: Molecular and Supramolecular Networks on Surfaces: From Two-Dimensional Crystal Engineering to Reactivity, Angew. Chem. Int. Ed. 48, 2009, 7298. (4.4) R. Otero, A.L. Vázquez de Parga, J.M. Gallego: Electronic, structural and chemical effects of charge-transfer at organic/inorganic interfaces, Surf. Sci. Rep. 72, 2017, 105. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-FIN-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Osnova

  1. Povrchy a rozhraní: vazba, energie a struktura.
  2. Adsorpce a růst molekulárních vrstev; kinetika a termodynamika.
  3. Molekulární samouspořádání a supramolekulární struktury.
  4. Epitaxe organických vrstev a vliv anorganického substrátu.
  5. Elektronová struktura a energetické zarovnání hladin; přenos náboje a stínění.
  6. Elektronické, optické a magnetické vlastnosti molekulárních rozhraní.
  7. Experimentální metody: STM, difrakce, fotoelektronová spektroskopie, optická spektroskopie.
  8. Případové studie funkčních organických vrstev a kritická diskuse literatury.

Témata jsou probírána v blocích doplněných samostudiem a průběžnou prací na projektu.