Detail předmětu

Principy nanovědy a nanotechnologií

CEITEC VUT-DS113Ak. rok: 2019/2020

Doktorský kurs je zaměřen na vybrané oblasti nanovědy a nanotechnologií. V oblasti nanovědy bude kladen důraz na popis základních mechanismů, zodpovědných za unikátní vlastnosti nanostruktur – kvantové chování elektronů “uvězněných”v nanostrukturách, jejich kvantové transportní vlastnosti a s nimi spojené povrchové efekty. Tyto pozoruhodné vlastnosti budou popsány pomocí specifických příkladů nanostruktur a nanozařízení. Příprava těchto objektů nanometrových rozměrů bude probírána v druhé části kursu, věnované nanotechnologickým metodám, pokrývajících fyzikální, chemické a elektrochemické techniky jejich příprav.

Doporučená nebo povinná literatura

J. H. Davies: The Physics of Low Dimensional Semiconductors, Cambridge University (EN)
P. Harrison: Quantum Wells, Wires and Dots, J. Wiley & Sons, Chichester, 1999. (EN)
D. K. Ferry, S. M. Goodnick: Transport in Nanostructures, Cambridge University Press 1997. (EN)
H. Lüth: Surfaces and Interfaces of Solids, Springer-Verlag, Berlin, 1993 (EN)
G. Timp (Ed.), Nanotechnology, Springer-Verlag, New York 1999 (EN)

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Elektronová struktura objemových 3D materiálů.
2. Elektronová struktura a hustota stavů 2D a 0D nanostruktur – kvantování. Příklady nanostruktur (kvantové jámy, heterostruktury, 2D elektronový plyn, kvantové dráty, kvantové tečky).
3. Transportní vlastnosti nanostruktur – kvantový bodový kontakt – kvantová vodivost, Coulombova blokáda – jednoelektronový tranzistor (SET), kvantové tečky a kvantové hradby – řízení spinem, Bohmův-Aharonův jev atd.
4. Mikro- a nanomagnetismus pro uchovávání dat a spintroniku – efekt obrovské magnetorizistivity (GMR), spinové ventily, propagace doménové stěny.
5. Povrchové jevy v nanostrukturách: změny tepelných vlastností, chemická aktivity a katalytických vlastností nanostruktur.
6. Metody přípravy “shora-dolů” (top-down) nanostruktur a nanozařízení – elektronová litografie, iontová litografie, litografie pomocí metod rastrování sondou apod.
7. Metody přípravy “zdola-nahoru” (bottom-up) nanostruktur a nanozařízení – PVD a CVD metody (fyzikální a chemické metody přípravy vrstev z plynné fáze), chemická syntéza a elektrochemické metody.
8. Hybridní metody – kombinace “top-down” a “bottom-up” přístupů – selektivní růst uspořádávaných systémů nanostruktur.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program STIAMNC doktorský

    obor AM , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný

  • Program STIAMN doktorský

    obor AM , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný
    obor ANTMT , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný

  • Program STIAMNC doktorský

    obor ANTMT , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný

  • Program STIPMN doktorský

    obor PM , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný

  • Program STIPMNK doktorský

    obor PM , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný

  • Program STIPMN doktorský

    obor PNTMT , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný

  • Program STIPMN doktorský

    obor PNTMT , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný

  • Program STIPMNK doktorský

    obor PM , 2. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný

  • Program STIPMN doktorský

    obor PM , 2. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný
    obor PNTMT , 2. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

eLearning