Detail předmětu

Principy zařízení pro fyzikální technologie

FSI-TPZ-AAk. rok: 2014/2015

Předmět podává přehled pokročilých technologií zaměřených na depozici tenkých vrstev/multivrstev a povlaků, leptání, legování, žíhání materiálůa a přípravu nanostruktur, zejména v podmínkách vakua. Zaměřuje se především na vysvětlení fyzikálních principů těchto procesů.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

3

Garant předmětu

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Znalosti umožní studentovi lépe se orientovat ve světě moderních technologií, jakož i při výběru a vypracovávání diplomových úkolů a v případném doktorském studiu.

Prerekvizity

Atomová fyzika, fyzika pevných látek, kvantová fyzika, statistická fyzika a termodynamika, vakuová fyzika a technologie.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet je udělen na základě výsledků a kvality práce v hodinách cvičení (individuálně řešené příklady a projekt). Při zkoušce bude zohledněna práce studentů ve cvičení, během písemného testu je možné používat učební texty a pomůcky. Při ústní zkoušce proběhne diskuse o fyzikálních principech vakuových technologií a experimentálních zařízení.

Učební cíle

Poskytuje studentům základní poznatky o moderních metodách příprav tenkých vrstev/multivrstev a jiných současných moderních technologií (např. tvorba nanostruktur).

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

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.

Základní literatura

BRODIE, I. - MURAY, J. J.: The Physics of Micro/Nano-Fabrication
D. HALLIDAY, R. RESNICK, J. WALKER: Fyzika. (2. přepracované vydání.) VUTIUM, Brno 2013 (CS)
CHEN, F. F.: Úvod do fyziky plazmatu
J. C. RIVIERE: Surface Analytical Techniques, Clarendon Press, Oxford 1990 (EN)
L. ECKERTOVÁ: Fyzikální elektronika pevných látek, Karolinum, Praha 1992 (CS)
VÁLYI, L.: Atom and Ion Sources

Doporučená literatura

ECKERTOVÁ, L.: Elektronika povrchů
ECKERTOVÁ, L.: Fyzika tenkých vrstev
RIVIERE, J. C.: Surface Analytical Techniques

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-FIN , 3 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc.
Ing. Stanislav Voborný, Ph.D.

Osnova

Úvod do fyzikálních technologií.
Charakteristika a přehled vybraných fyzikálních technologií. Využití fyzikálních
technologií v průmyslu.
Principy fyzikálních technologií a technologického zařízení. Zdroje elektronů: parametry a výpočet zdrojů elektronů. Zdroje iontů: parametry a výpočet zdrojů iontů. Prvky elektronových a iontových optických systémů. Plazma jako zdroj chemicky aktivních částic. Zdroje fotonů, optické systémy.
Zdroje atomů a molekul. Interakce částic s látkou (elektrony, ionty, fotony, neutrální částice).
Principy růstu vrstev. Fyzikální technologie. Depozice tenkých vrstev a povlaků,tvorba nanostruktur(napařování, CVD, PECVD, naprašování, přímá depozice aj.).
Leptání povrchů, tenkých vrstev a povlaků (chemické leptání, plazmatické a iontové leptání). Epitaxe. Legování (difúze, iontová implantace). 'Promíchávání' atomů iontovými svazky. Žíhání elektronovým a laserovým svazkem. Litografické metody.
Analýza povrchů a tenkých vrstev - přehled. Nové trendy v pokročilých materiálových technologiích.
Použití jednotlivých metod (STM, AFM, TEM, SEM AES, RBS, SIMS, XPS, LEED, RHEED, aj.).

Cvičení

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc.
Ing. Stanislav Voborný, Ph.D.

Osnova

Kromě počítání teoretických podpůrných příkladů (probíhajících v průběhu celého semestru) studenti pracují na individuálních projektech(výpočetní program SIMION).

Cvičení s počítačovou podporou

7 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc.

Osnova

Ve výpočetní laboratoři ÚFI FSI se studenti především seznámí s využitím programu SIMION (aktivně). Navrhnou optické systémy zařízení na bázi iontových a elektronových svazků.