Detail předmětu

Diagnostika nanostruktur

FSI-TDNAk. rok: 2024/2025

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)

Vstupní znalosti

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

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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

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

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

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radek Kalousek, 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. Radek Kalousek, 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.