Detail předmětu

Nanotechnologie

FEKT-MNANAk. rok: 2012/2013

Základní nanostruktury. Interakce v blízkém poli v nanometrické vzdálenosti (silová, optická, elektrická, magnetická, tepelná,.). Aplikace nanotechnologií: Chemická a materiálová syntéza. Návrh a výroba nanostruktur. Počítačová a teoretická nanotechnologie. Nanotechnologické nástroje a zařízení. Lékařské a biotechnologické obory. Detekce a lokalizace nanostruktur. Nanoelektronika. Molekulární elektronika.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Pavel Tománek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (UFYZ)

Výsledky učení předmětu

Pochopení nových fyzikálních, chemických, biologických, optických, magnetických jevů a vlastností materiálů přinese interdisciplinární přístup k práci, uplatnění výuky s důslednou podporou PC přispěje k simulování těchto nových jevů. Tím se dosáhne též daleko většího podílu aktivity každého studenta na průběhu výuky.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

projekt, zkouška

Osnovy výuky

Základní typy nanostruktur - fulereny, nanotrubičky, kompozity. Karbonové polymery.
Fyzikální a chemické vlastnosti materiálů v atomárním měřítku. Růst nanotrubiček. Simulace růstu.
Interakce s hmotou v blízkém poli: silová, optická, elektrická, magnetická a další.
Základní pojmy
Simulace interakce v případě STM, AFM a SNOM.
Aplikace nanotechnologií: Chemická a materiálová syntéza.
Návrh, manipulace a výroba nanostruktur.
Počítačová a teoretická nanotechnologie.
Nanotechnologická zařízení a nástroje. Detekce a lokalizace nanostruktur.
Nanoelektronika: Pevnofázové nanoelektrické součástky s kvantovým jevem.
Kvantové tečky (nebo umělé atomy), rezonanční tunelové součástky, jednoelektronové tranzistory.
Molekulární nanotechnologie. Stavba struktur pomocí STM.
Molekulární elektronické součástky.

Základní nanostruktury. Interakce v blízkém poli v nanometrické vzdálenosti (silová, optická, elektrická, magnetická, tepelná,.). Aplikace nanotechnologií: Chemická a materiálová syntéza. Návrh a výroba nanostruktur. Počítačová a teoretická nanotechnologie. Nanotechnologické nástroje a zařízení. Lékařské a biotechnologické obory. Detekce a lokalizace nanostruktur. Nanoelektronika. Molekulární elektronika.

Učební cíle

Předmět má dva cíle: vytvořit přehled současného vývoje v oblasti nanověd a nanotechnologie a seznámit studenty se základními aplikacemi v kvantové mechanice, fyzice pevných látek, statistické fyzice a počítačové fyzice.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Ch.P.Poole, Jr., F.J. Owens: Introduction to Nanotechnology, Wiley Interscience, 2003 ISBN:0-471-07935-9

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-MEL , 1 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba
    obor M-TIT , 1 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba
    obor M-KAM , 2 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-TIT , 1 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba
    obor M1-MEL , 1 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba
    obor M1-KAM , 1 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Pavel Tománek, CSc.

Osnova

Základní typy nanostruktur - fulereny, nanotrubičky, kompozity. Karbonové polymery.
Fyzikální a chemické vlastnosti materiálů v atomárním měřítku. Růst nanotrubiček. Simulace růstu.
Interakce s hmotou v blízkém poli: silová, optická, elektrická, magnetická a další.
Základní pojmy
Simulace interakce v případě STM, AFM a SNOM.
Aplikace nanotechnologií: Chemická a materiálová syntéza.
Návrh, manipulace a výroba nanostruktur.
Počítačová a teoretická nanotechnologie.
Nanotechnologická zařízení a nástroje. Detekce a lokalizace nanostruktur.
Nanoelektronika: Pevnofázové nanoelektrické součástky s kvantovým jevem.
Kvantové tečky (nebo umělé atomy), rezonanční tunelové součástky, jednoelektronové tranzistory.
Molekulární nanotechnologie. Stavba struktur pomocí STM.
Molekulární elektronické součástky.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Robert Macků, Ph.D.

Osnova

Demonstrace interakce v blízkém poli.
Simulace základních nanostruktur.
Simulace nanoelektronických součástek a zařízení.

Laboratorní cvičení

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Mgr. Dinara Sobola, Ph.D.
Ing. Pavel Škarvada, Ph.D.

Osnova

Demonstrace jevů v mikrosvětě.