Detail předmětu

Organické nanostruktury na anorganických površích

FSI-9ONAAk. rok: 2024/2025

Důraz je kladen na pochopení fyzikálních a chemických vlastností organicko-anorganických rozhraní: struktura a morfologie organických vrstev/nanostruktur, vyrovnání elektronových hladin, přenos náboje mezi organickou vrstvou a substrátem a optické vlastnosti.

1. Přehled základních znalostí z fyziky pevných látek, fyzikální chemie, a fyziky povrchů a rozhraní.
2. Fyzikální a chemický popis povrchů a rozhraní. Vlastnosti rozhraní kov-kov a kov polovodič.
3. Molekulární vrstvy na površích kondenzovaných látek: vytvoření rozhraní ve vakuu a v kapalině, základní procesy - adsorpce, vazba, difúze. Vliv kinetiky a termodynamiky, samouspořádání .
4. Elektronické, magnetickéa optické vlastnosti: vyrovnání elektronových hladin, přenos náboje, magnetická interakce a stínění.
5. Samo-uspořádané vrstvy (SAM): vytváření a funkční vlastnosti. Koloidní nanočástice. Molekulární samouspořádávání na površích pevných látek.
6. Experimentální metody určování strukturních, fyzikálních, elektronických a optických vlastností a organicko-anorganických rozhraní.
7. Zařízení obsahující organické vrstvy a nanostruktury.

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Vstupní znalosti

Základní znalosti fyziky pevných látek nebo fyzikální chemie.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení se skládá z obhajoby závěrečného projektu a zkoušky ověřující znalosti studenta.
Účast na přednáškách je dobrovolná: přednášky jsou doplněny významným podílem samostudia.

Učební cíle

Cílem předmětu je podat ucelený přehled problematiky rozhraní mezi organickou a anorganickou vrstvou a vlastností a metod přípravy organických funkčních vrstev a nanostruktur.
Přehledová znalost problematiky předmětu a schopnost provádět základní výpočty.

Základní literatura

G. Branco, B. Holst: Surface Science Techniques. Springer Verlag, Berlin Heldelberg, 2013. (EN)
H. Ibach: Physics of Surfaces and Interfaces, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2010. (EN)
H. Lüth: Solid Surfaces, Interfaces and Thin Films, Springer verlag, Berlin Heidelberg, 2015. (EN)
Review papers: (4.1) Y. Yin, P. Alivisatos: Colloidal nanocrystal synthesis and the organic–inorganic interface, Nature 437, 2005, 664. (4.2) S.M. Barlow, R. Raval: Complex organic molecules at metal surfaces: bonding, organisation and chirality, Surf. Sci Rep. 50, 2003, 201. (4.3) J. A. A. W. Elemans, S. Lei, S. De Feyter: Molecular and Supramolecular Networks on Surfaces: From Two-Dimensional Crystal Engineering to Reactivity, Angew. Chem. Int. Ed. 48, 2009, 7298. (4.4) R. Otero, A.L. Vázquez de Parga, J.M. Gallego: Electronic, structural and chemical effects of charge-transfer at organic/inorganic interfaces, Surf. Sci. Rep. 72, 2017, 105. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-FIN-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-FIN-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Čechal, Ph.D.

Osnova

Výuka probíhá dle potřeb studentů v tématických blocích, které jsou následovány individuálním studiem a vypracováním modelových příkladů. V celém průběhu kurzu probíhá práce na semestrálním projektu.

Důraz je kladen na pochopení fyzikálních a chemických vlastností organicko-anorganických rozhraní: struktura a morfologie organických vrstev/nanostruktur, vyrovnání elektronových hladin, přenos náboje mezi organickou vrstvou a substrátem a optické vlastnosti.

1. Přehled základních znalostí z fyziky pevných látek, fyzikální chemie, a fyziky povrchů a rozhraní.
2. Fyzikální a chemický popis povrchů a rozhraní. Vlastnosti rozhraní kov-kov a kov polovodič.
3. Molekulární vrstvy na površích kondenzovaných látek: vytvoření rozhraní ve vakuu a v kapalině, základní procesy - adsorpce, vazba, difúze. Vliv kinetiky a termodynamiky, samouspořádání .
4. Elektronické, magnetickéa optické vlastnosti: vyrovnání elektronových hladin, přenos náboje, magnetická interakce a stínění.
5. Samo-uspořádané vrstvy (SAM): vytváření a funkční vlastnosti. Koloidní nanočástice. Molekulární samouspořádávání na površích pevných látek.
6. Experimentální metody určování strukturních, fyzikálních, elektronických a optických vlastností a organicko-anorganických rozhraní.
7. Zařízení obsahující organické vrstvy a nanostruktury.