Detail předmětu

Principy nanovědy a nanotechnologií

CEITEC VUT-DS113Ak. rok: 2013/2014

Doktorský kurs je zaměřen na vybrané oblasti nanovědy a nanotechnologií. V oblasti nanovědy bude kladen důraz na popis základních mechanismů, zodpovědných za unikátní vlastnosti nanostruktur – kvantové chování elektronů “uvězněných”v nanostrukturách, jejich kvantové transportní vlastnosti a s nimi spojené povrchové efekty. Tyto pozoruhodné vlastnosti budou popsány pomocí specifických příkladů nanostruktur a nanozařízení. Příprava těchto objektů nanometrových rozměrů bude probírána v druhé části kursu, věnované nanotechnologickým metodám, pokrývajících fyzikální, chemické a elektrochemické techniky jejich příprav.

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc.

Zajišťuje ústav

Středoevropský technologický institut VUT (CEITEC VUT)

Osnovy výuky

1. Elektronová struktura objemových 3D materiálů.
2. Elektronová struktura a hustota stavů 2D a 0D nanostruktur – kvantování. Příklady nanostruktur (kvantové jámy, heterostruktury, 2D elektronový plyn, kvantové dráty, kvantové tečky).
3. Transportní vlastnosti nanostruktur – kvantový bodový kontakt – kvantová vodivost, Coulombova blokáda – jednoelektronový tranzistor (SET), kvantové tečky a kvantové hradby – řízení spinem, Bohmův-Aharonův jev atd.
4. Mikro- a nanomagnetismus pro uchovávání dat a spintroniku – efekt obrovské magnetorizistivity (GMR), spinové ventily, propagace doménové stěny.
5. Povrchové jevy v nanostrukturách: změny tepelných vlastností, chemická aktivity a katalytických vlastností nanostruktur.
6. Metody přípravy “shora-dolů” (top-down) nanostruktur a nanozařízení – elektronová litografie, iontová litografie, litografie pomocí metod rastrování sondou apod.
7. Metody přípravy “zdola-nahoru” (bottom-up) nanostruktur a nanozařízení – PVD a CVD metody (fyzikální a chemické metody přípravy vrstev z plynné fáze), chemická syntéza a elektrochemické metody.
8. Hybridní metody – kombinace “top-down” a “bottom-up” přístupů – selektivní růst uspořádávaných systémů nanostruktur.

Základní literatura

D. K. Ferry, S. M. Goodnick: Transport in Nanostructures, Cambridge University Press 1997. (EN)
G. Timp (Ed.), Nanotechnology, Springer-Verlag, New York 1999 (EN)
H. Lüth: Surfaces and Interfaces of Solids, Springer-Verlag, Berlin, 1993 (EN)
J. H. Davies: The Physics of Low Dimensional Semiconductors, Cambridge University (EN)
P. Harrison: Quantum Wells, Wires and Dots, J. Wiley & Sons, Chichester, 1999. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program STIPMN doktorský

    obor PNTMT , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný