Detail předmětu

Nanotechnologie

FEKT-MNANAk. rok: 2016/2017

Předmět se věnuje moderrní problematice Nanotechnologie - principům a aplikacím. Důraz je kladen na pochopení základních nanostruktur a různých typů interakce v blízkém poli (silová, optická, elektrická, magnetická, tepelná). Další část předmětu je věnována počítačové nanotechnologii, detekci a lokalizaci nanostruktur. Studenti aktivně připravují a prezentují témata z aplikačního potenciálu nanotechnologie (nanoelektronika, metamateriály, nanofotonika) v moderním světě.

Zajišťuje ústav

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- definovat a vysvětlit nové fyzikální ( elektrické, optické, magnetické) jevy v nanoměřítku
- popsat vybrané nanostruktury- fulereny, nanotrubičky, nanokompozity
- simulovat interakce v případě STM, AFM, SNOM
- provést detekci a lokalizaci nanostruktur
- diskutovat výhody a nevýhody nanomateriálů
- na zákkladě definovaných požadavků připravit prezentaci zvoleného tématu
- aktivně přednést a obhájit prezentaci v rámci ostatních aktivit
- připravit a prezentovat poster na zvolené téma
- vysvětlit podstatu vybraných nanofotonických součástek
- popsat metamateriály

Prerekvizity

Primárně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia. Student má být schopen vysvětlit základní fyzikální a elektrotechnické principy mikrosvěta. Navíc by měl být schopen používat Matlab.

Doporučená nebo povinná literatura

Matlab -manuál.
Ch.P.Poole, Jr., F.J. Owens: Introduction to Nanotechnology, Wiley Interscience, 2003 ISBN:0-471-07935-9
E.L. Wolf,: Nanophysics and nanotechnology, 3rd Edition, Wiley-VCH, ISBN-13: 978-3527413249
Nanotechnologie - elektronický text v e-learningu

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Metody vyučování mimo přednášek a cviččení zahrnují:
1. práci tříčlenných týmů na projektu - tj. kritická studie zvoleného odborného článku či nového tématu z oboru.
2. Veřejnou prezentaci projektu.
3. Tvorbu posteru

Způsob a kritéria hodnocení

0-10 bodů laboratorní cvičení
0-10 bodů počítačové cvičení
0-10 bodů poster
0-30 bodů projekt
0-40 bodů zkouška

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Úvod do fyziky pevné fáze
2. Úvod do fyziky pevné fáze
3. Základní typy nanostruktur - fulereny, nanotrubičky, kompozity. Karbonové polymery.
4. Fyzikální a chemické vlastnosti materiálů v atomárním měřítku. Růst nanotrubiček. Simulace růstu.
5. Interakce s hmotou v blízkém poli: silová, optická, elektrická, magnetická a další.
6. Simulace interakce v případě STM, AFM a SNOM.
7. Kvantové tečky (nebo umělé atomy)
8. Nanoelektronika: Pevnofázové nanoelektrické součástky s kvantovým jevem.
9. Nanofotonika
10. Nanofotonika
11. Metamateriály elektrické a magnetické
12. Metamateriály optické
13. aplikace nanotechnologie

Cíl

Předmět má dva cíle: vytvořit rámcový 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. Laboratorní cvičení, počítačová cvičení a ostatní aktivity jsou povinné.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-EVM , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, teoretická nadstavba
    obor M1-KAM , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, teoretická nadstavba

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-MEL , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, teoretická nadstavba

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-MEL , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, teoretická nadstavba
    obor M1-TIT , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, teoretická nadstavba

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-TIT , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, teoretická nadstavba
    obor M-KAM , 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, teoretická nadstavba

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, teoretická nadstavba

Typ (způsob) výuky

 

Cvičení na počítači

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

7 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ostatní aktivity

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning