Nanoskopie a nanocharakterizace

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra fyzikální elektroniky

Anotace:

Přednáška pojednává o základech nanoskopie a nanocharakterizace, věnuje se experimentálním přístupům a metodám, podává přehled rastrovacích sondových mikroskopů a elektronových mikroskopů. Dále se zabývá STM a prvky sondových mikroskopu, AFM a příbuznými mikroskopiemi, mikroskopiemi magnetických a elektrostatických sil, kelvinovskou mikroskopií výstupní práce, termální mikroskopií, SNOM a nanotribologií. Přednáška se dále zaměřuje na problematiku manipulace atomy a nanoobjekty, klasifikuje nanostruktury na přirozené a umělé. Diskutuje nanosoučástky, zejména mikroelektromechanické (MEMS), nanoelektromechanické (NEMS) a mikrofluidní. Závěrečná část je věnována úvodu do molekulární elektroniky a tvorby nanostruktur pro součástky.

Požadavky:

Předmět navazuje pouze na obecný kurz fyziky a je přístupný bez absolvování předchozích přednášek.

Osnova přednášek:

1. Experimentální přístupy a metody.

2. Přehled rastrovacích sondových mikroskopů. Srovnání tvorby obrazu v mikroskopii blízkého a vzdáleného pole. Elektronové mikroskopy.

3. STM a prvky sondových mikroskopů. Historie. Zobrazované povrchy. Rozlišovací schopnost.

4. AFM a příbuzné mikroskopie. Interakce hrotu se vzorkem, silové charakteristiky. Měřicí módy.

5. Mikroskopie magnetických a elektrostatických sil. Kelvinovská mikroskopie výstupní práce. Termální mikroskopie. SNOM. Nanotribologie. Indentace.

6. Manipulace atomy a nanoobjekty.

7. Nanostruktury.

8. Přirozené nanostruktury (koloidy, oxidy, jíly, adheziva, organické molekuly, atd.).

9. Umělé nanostruktury (nanočástice, nanovlákna a nanotextilie, dráty, fullereny a trubice), metody jejich přípravy.

10. Nanosoučástky. Mikroelektromechanické (MEMS) a nanoelektromechanické (NEMS) součástky. Mikrofluidní součástky.

11. Molekulární elektronika, elektronický transport v nanostrukturách, efekty jednotlivých elektronů.

12. Tvorba nanostruktur pro součástky. SPM litografie, dip-pen litografie, nanoimprinty, samouspořádané nanostruktury, Lego přístupy.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Základní i pokročilé znalosti z oblasti nanoskopie a nanocharakterizace, jejich metodách a postupech, především všeobecný přehled o metodách, které dovolují lokální studium topografie a elektronických vlastností s nanometrovým rozlišením.

Schopnosti:

Orientace v problematice nanoskopie a nanocharakterizace, schopnost vytvoření nadhledu, praktická aplikace.

Studijní materiály:

Povinná literatura

[1] V. L. Mironov, Fundamentals of Scanning probe microscopy, The Russian Academy of Sciences, Institute of Physics and Microstructures, Nizhniy Novgorod 2004.

Doporučená literatura:

[2] D. Bonnell, Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy: Theory, Techniques, and Applications, Wiley, 2000.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: