Detail předmětu

Diagnostika nanostruktur

FSI-TDNAk. rok: 2021/2022

Předmět se zaměřuje na vysvětlení fyzikálních principů diagnostiky 1D a 0D nanostruktur vhodné pro zjišťování jejich morfologických a strukturních parametrů, jakož i lokálních vlastností . Budou popsány jednotlivé metody, zásady jejich výběru a optimalizace z hlediska zvýšení laterálního rozlišení . Vedle rastrovacích sondových mikroskopických metod (STM/STS, AFM, EFM, MFM, SNOM aj.) a elektronových a iontových mikroskopií (TEM/EELS, SEM/SAM,aj.) budou diskutovány i optické mikroskopické spektroskopické metody (např. konfokální rastrovací ramanovská spektroskopie a fotoluminscence) a nakonec kombinace zmíněných metod (STL, katodoluminiscence, TERS aj.). Uvedené metody budou rovněž demonstrovány a prakticky vyzkoušeny.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Studenti získají přehled o aktuálním stavu nového oboru Diagnostika nanostruktur, což jim umožní i snazší orientaci při výběru vlastní diplomové či doktorské práce.

Prerekvizity

Základní kurz fyziky, kvantová fyzika, fyzika pevných látek, povrchy a tenké vrstvy.

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. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studenta bude zohledňovat jeho práci ve cvičení a výsledky diskuze nad zadanými tématy při kolokviu (k přípravě povoleny poznámky z přednášek).

Učební cíle

Cílem je poskytnout přehled o metodách umožňujících diagnostiku 1D a 0D nanostruktur, a to jak z hlediska jejich morfologických a strukturních charakteristik, tak i lokálních elektronických, optických, elektrických i magnetických vlastností.

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

Meyer E., Hug H. J.: Scanning Probe Microscopy, The Lab on a Tip, Springer , 2004.
Stroscio A., Keiser W. J.: Scanning Tunneling Microscopy, Academic Press, Inc., 1993.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-FIN-P magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Michal Urbánek, Ph.D.
doc. Ing. Miroslav Bartošík, Ph.D.
Ing. Vojtěch Uhlíř, Ph.D.
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D.
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D.
Ing. Pavel Procházka, Ph.D.
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.
Ing. Ondřej Sháněl, Ph.D.
Dr.techn. Ing. Hermann Detz
doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.
doc. Dr. Ing. Petr Neugebauer, Ph.D.
doc. Mgr. Vlastimil Křápek, Ph.D.

Osnova

Úvod do rastrovací sondové mikroskopie (SPM); rastrovací tunelovací mikroskopie (STM) - principy zobrazování pomocí tunelového proudu a měřící mody; rastrovací silová mikroskopie (SFM) - typy sil a měřící mody, mikroskopie na bázi atomárních sil (AFM), mikroskopie využívající magnetických sil (MFM), mikroskopie na bázi elektrických sil (EFM) a Kelvinova silová mikroskopie (KFM); rastrovací optická mikoskopie v blízkém poli (SNOM); další typy SPM; principy konstrukce SPM; elektronová a iontová mikroskopie a spektroskopie (TEM/EELS, SEM/SAM,aj.); optické mikroskopické a spektroskopické metody (např. konfokální rastrovací ramanovská spektroskopie a fotoluminscence); kombinované metody ( STL, katodoluminiscence, TERS aj.).

Laboratorní cvičení

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.
Ing. Vojtěch Uhlíř, Ph.D.
Ing. Ondřej Sháněl, Ph.D.
Ing. Pavel Procházka, Ph.D.
Dr.techn. Ing. Hermann Detz
doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D.
doc. Ing. Petr Bábor, Ph.D.
doc. Mgr. Vlastimil Křápek, Ph.D.
doc. Dr. Ing. Petr Neugebauer, Ph.D.
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D.
Ing. Michal Urbánek, Ph.D.
doc. Ing. Miroslav Bartošík, Ph.D.
prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Osnova

Viz cvičení.

Cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D.

Osnova

Výpočty podpůrných teoretických příkladů, praktické demonstrace a vyzkoušení probíhají po celý semestr.

Cvičení s počítačovou podporou

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D.

Osnova

Viz cvičení.