Detail předmětu

Metody přípravy nízkodimenzionálních struktur

FSI-TNSAk. rok: 2024/2025

Technologie přípravy nanomateriálů a nanostruktur (0D, 1D, 2D). Řízené a samo-uspořádávací principy. Analytické metody a metodika v nanovědách. Fyzikální principy technologií, měření a jevů na úrovni nanometrů. Praktické příklady materiálů, heterostruktur a jejich aplikací v elektronice a optoelektronice.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Vstupní znalosti

Obecná fyzika, elektronové transportní jevy, energetické pásové diagramy, interakce světla s látkou, stavba látek, molekulární fyzika (základní pojmy), kvantová fyzika (základní pojmy).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení studenta bude zohledňovat 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

Důraz je kladen na rámcový přehled typických technologií pro přípravu nano-materiálů a nano-struktur, analytických metod a metodik pro charakterizaci jejich vlastností, včetně ilustrace na konkrétních případech, objasnění souvisejících fyzikálních principů a představení současných i budoucích aplikací.

Student získá přehled o základních technologiích pro přípravu nano-materiálů a nano-struktur, analytickými metodami a metodikami pro zkoumání jejich vlastností, souvisejícími fyzikálními principy a současnými i budoucími aplikacemi v tomto oboru.

Základní literatura

BLAKEMORE, J. S.: Solid State Physics 1997 (EN)
DEKKER, A. J.: Solid state physics (EN)
KITTEL, C: Introduction to solid state physics (EN)

Doporučená literatura

W. A. Goddard, III, D. W. Brenner, S. E. Lyshevski, G. J. Iafrate (Ed.) Handbook of Nanoscience, Engineering and Technology

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-FIN-P bakalářský 3 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

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Osnova

Lekce 1 - úvod do nízkodimenzionálních struktur, přístup bottom-up a samouspořádávání. Kvantové tečky, fulerény, nanodráty, 2D materiály. Fyzikální a chemické přístupy k tvorbě nanostruktur.

Lekce 2 - přístup top-down a hybridní varianty. Litografie založená na SPM, optická a elektronová litografie.

Lekce 3 - magnetronové a iontově-asistované naprašování, napařování a spintronika. Příprava tenkých vrstev, epitaxe a heterostruktury. Polovodičové multivrstvy a magnetická záznamová média.

Lekce 4 - molekulární svazková epitaxe. Pevnolátkové lasery.

Lekce 5 - Leptání a depozice z plynné fáze. Mokré a suché leptání. CVD, dopování a příběh modré diody.

Lekce 6 - depozice atomárních vrstev. Polovodičové technologie v tranzistorech.

Lekce 7 - fokusovaný iontový svazek. Interakce iontů s pevnou látkou, technologie FIB, FIBem indukované procesy a aplikace FIB.

Lekce 8 - Analytické techniky - RTG difrakce, spektroskopická elipsometrie, SEM/TEM, a techniky citlivé na povrch s velkým prostorovým rozlišením.

Laboratorní cvičení

3 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Osnova

Praktická výuka v laboratoři: čisté prostory a práce v nich, optická litografie a depozice tenkých vrstev, elektrická měření.

Cvičení

7 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Osnova

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

Cvičení s počítačovou podporou

3 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miroslav Kolíbal, Ph.D.

Osnova

Viz cvičení.