Detail předmětu
Nanotechnology
FEKT-MPA-NANAk. rok: 2022/2023
Předmět se věnuje moderrní problematice Nanotechnologie - principům a aplikacím. Důraz je kladen na pochopení základních nanostruktur a různých typů interakce v blízkém poli (silová, optická, elektrická, magnetická, tepelná). Další část předmětu je věnována počítačové nanotechnologii, detekci a lokalizaci nanostruktur. Studenti aktivně připravují a prezentují témata z aplikačního potenciálu nanotechnologie (nanoelektronika, metamateriály, nanofotonika) v moderním světě.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- definovat a vysvětlit nové fyzikální ( elektrické, optické, magnetické) jevy v nanoměřítku
- popsat vybrané nanostruktury- fulereny, nanotrubičky, nanokompozity
- orientovat se v mikroskopických a spektroskopických technikách
- simulovat interakce v případě STM, AFM, SNOM
- provést detekci a lokalizaci nanostruktur
- diskutovat výhody a nevýhody nanomateriálů
- na zákkladě definovaných požadavků připravit prezentaci zvoleného tématu
- aktivně přednést a obhájit prezentaci v rámci ostatních aktivit
- připravit a prezentovat poster na zvolené téma
- vysvětlit podstatu vybraných nanofotonických součástek
- popsat metamateriály
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování mimo přednášek a cviččení zahrnují:
1. práci tříčlenných týmů na projektu - tj. kritická studie zvoleného odborného článku či nového tématu z oboru.
2. Veřejnou prezentaci projektu.
3. Tvorbu posteru
Způsob a kritéria hodnocení
0-15 bodů počítačové cvičení
0-10 bodů poster
0-20 bodů projekt
0-40 bodů zkouška
Osnovy výuky
2. Sručný přehled kvantové mechaniky
3. Struktura pevných látek
4. Mikroskopické techniky 1
5. Uhlík a nanotechnologie
6. Nanostruktury
7. Mikroskopické techniky 2
8. Spektroskopie
9. MEMS, NEMS
10. Fotonika
11. Plasmonika
12. Molekulární elektronika
13. Aplikace nanotechnologií
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Poole, Ch., P., Owens, Jr., F., J.: Introduction to Nanotechnology, Wiley Interscience, 2003 ISBN:0-471-07935-9 (EN)
Vollath, D.: Nanomaterials: An Introduction to Synthesis, Properties and Applications, 2nd Edition; Wiley-VCH, 2013, ISBN: 978-3527333790 (EN)
Wolf, E., L.: Nanophysics and nanotechnology, 3rd Edition, Wiley-VCH, 2006, ISBN-13: 978-3527413249 (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program MPAD-BIO magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program MPA-EAK magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program MPA-EEN magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program MPA-MEL magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program MPAD-MEL magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Sručný přehled kvantové mechaniky
3. Struktura pevných látek
4. Mikroskopické techniky 1
5. Uhlík a nanotechnologie
6. Nanostruktury
7. Mikroskopické techniky 2
8. Spektroskopie
9. MEMS, NEMS
10. Fotonika
11. Plasmonika
12. Molekulární elektronika
13. Aplikace nanotechnologií
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Demonstrace interakce v blízkém poli.
3. Simulace základních nanostruktur - kvantové tečky
4. Simulace nanoelektronických součástek a zařízení.
5. Rezonanční tunelová dioda
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Ellipsometie.
3. Spektrální reflektometrie.
4. Interferometrie.
5. Rastrovací mikroskopie s lokální sondou.
6. Elektronová mikroskopie.
7. Harmonický oscilátor.
8. Tunelová dioda.
Projekt
Vyučující / Lektor
Osnova