Detail předmětu

Nanoelektronika

FSI-TNIAk. rok: 2022/2023

Elektronické vlastnosti a kvantové jevy. Nanoelektronické materiály (polovodiče, dielektrika, feroelektrika, magnetoelektronika, organické molekuly) a související technologické a analytické metody. Nové směry v elektronických součástkách pro zpracování a ukládání informace. Senzory a displeje. Sluneční články.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Studenti získají přehled o aktuálním stavu interdisciplinárního oboru nanoelektroniky a budou mít i snazší orientaci při výběru vlastní práce (diplomové či doktorské).

Prerekvizity

Základní kurz fyziky, kvantová fyzika a fyzika pevných látek.

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

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

Učební cíle

Cílem je poskytnout přehled o elektronických dějích v nových materiálech a součástkách pro nanoelektroniku.

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

KASAP, CAPPER (Ed.) Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials 2006.
KITTEL, C: Úvod do fyziky pevných látek 1997.
R. WASER (Ed.) Nanoelectronics and Information Technology 2005.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-FIN-P magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program CŽV celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    obor CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

RNDr. Antonín Fejfar, CSc.
Ing. Vojtěch Uhlíř, Ph.D.

Osnova

Polovodiče (nosiče náboje a jejich stavy v prostorově omezených polovodičových strukturách). Rozhraní a heterostruktury. Disipativní děje, elektrická vodivost.
Dielektrika (polarizační mechanismy a jejich frekvenční závislost, polarizační vlny, optické vlastnosti). Feroelektrika (spontánní polarizace, fázové přechody, domény).
Magnetoelektronika, spintronika.
Organické molekuly a vztah mezi jejich strukturou a elektronickými vlastnostmi.
Si MOSFET struktury, feroelektrické FETy, kvantové součástky založené na rezonančním tunelování. Jednoelektronové součástky. Uhlíkové nanotrubky jako elektronické součástky. Molekulární elektronika a odpovídající součástková architektura., DNA elektronika.
Paměťové součástky a přenos dat. Senzory. Displeje (OLED, polní a plazmové displeje, elektronický papír). Nanostrukturní sluneční články.

Cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

RNDr. Antonín Fejfar, CSc.
Ing. Vojtěch Uhlíř, Ph.D.

Osnova

Výpočty podpůrných teoretických příkladů probíhají po celý semestr.

Cvičení s počítačovou podporou

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.

Osnova

Viz cvičení.