Detail předmětu

Nanotechnologie

FEKT-MNANAk. rok: 2010/2011

Základní nanostruktury. Interakce v blízkém poli v nanometrické vzdálenosti (silová, optická, elektrická, magnetická, tepelná,.). Aplikace nanotechnologií: Chemická a materiálová syntéza. Návrh a výroba nanostruktur. Počítačová a teoretická nanotechnologie. Nanotechnologické nástroje a zařízení. Lékařské a biotechnologické obory. Detekce a lokalizace nanostruktur. Nanoelektronika. Molekulární elektronika.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. RNDr. Pavel Tománek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (UFYZ)

Výsledky učení předmětu

Pochopení nových fyzikálních, chemických, biologických, optických, magnetických jevů a vlastností materiálů přinese interdisciplinární přístup k práci, uplatnění výuky s důslednou podporou PC přispěje k simulování těchto nových jevů. Tím se dosáhne též daleko většího podílu aktivity každého studenta na průběhu výuky.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

projekt, zkouška

Osnovy výuky

Základní nanostruktury. Interakce v blízkém poli v nanometrické vzdálenosti (silová, optická, elektrická, magnetická, tepelná,.). Aplikace nanotechnologií: Chemická a materiálová syntéza. Návrh a výroba nanostruktur. Počítačová a teoretická nanotechnologie. Nanotechnologické nástroje a zařízení. Lékařské a biotechnologické obory. Detekce a lokalizace nanostruktur. Nanoelektronika. Molekulární elektronika.

Učební cíle

Předmět má dva cíle: vytvořit přehled současného vývoje v oblasti nanověd a nanotechnologie a seznámit studenty se základními aplikacemi v kvantové mechanice, fyzice pevných látek, statistické fyzice a počítačové fyzice.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Ch.P.Poole, Jr., F.J. Owens: Introduction to Nanotechnology, Wiley Interscience, 2003 ISBN:0-471-07935-9

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-TIT , 1 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba
    obor M-MEL , 1 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba
    obor M-KAM , 2 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, teoretická nadstavba

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Pavel Tománek, CSc.

Osnova

Základní typy nanostruktur - fulereny, nanotrubičky, kompozity. Karbonové polymery.
Fyzikální a chemické vlastnosti materiálů v atomárním měřítku. Růst nanotrubiček. Simulace růstu.
Interakce s hmotou v blízkém poli: silová, optická, elektrická, magnetická a další.
Základní pojmy
Simulace interakce v případě STM, AFM a SNOM.
Aplikace nanotechnologií: Chemická a materiálová syntéza.
Návrh, manipulace a výroba nanostruktur.
Počítačová a teoretická nanotechnologie.
Nanotechnologická zařízení a nástroje. Detekce a lokalizace nanostruktur.
Nanoelektronika: Pevnofázové nanoelektrické součástky s kvantovým jevem.
Kvantové tečky (nebo umělé atomy), rezonanční tunelové součástky, jednoelektronové tranzistory.
Molekulární nanotechnologie. Stavba struktur pomocí STM.
Molekulární elektronické součástky.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Škarvada, Ph.D.
Ing. Robert Macků, Ph.D.

Osnova

Demonstrace interakce v blízkém poli.
Simulace základních nanostruktur.
Simulace nanoelektronických součástek a zařízení.

Laboratorní cvičení

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Robert Macků, Ph.D.
Ing. Pavel Škarvada, Ph.D.

Osnova

Demonstrace jevů v mikrosvětě.