Příprava a charakterizace kvantových struktur

Garant předmětu:

Ladislav Kalvoda

Přednášející:

Ladislav Kalvoda

Cvičící:

Ladislav Kalvoda

Předmět zajišťuje:

katedra inženýrství pevných látek

Anotace:

Předmět podává přehled základních metod přípravy a charakterizace kvantových struktur, s důrazem na jejich fyzikální podstatu a experimentální implementaci. Předpokládá se znalost fyziky a teorie pevných látek a fyziky povrchů vrozsahu magisterských kurzů na FJFI. Absolvent kurzu získá teoretické znalosti potřebné pro návrh a přípravu nových kvantových struktur s požadovanými funkčními vlastnostmi.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Energie povrchu (Gibbsova definice povrchu; role topologie povrchu)2.Adsorpce na povrchu (fyzisorpce, chemisorpce, interakční potenciál; interakce adsorbát-substrát, adsorbát-adsorbát; povrchová segregace; kinetika adsorpce a desorpce)3.Pokrytí a ultratenké vrstvy (2D povrchová mřížka; epitaxní / neepitaxiální růst; strukturní přizpůsobení na rozhraní, optimalizace vlastností)4.Chemické reakce na povrchu (katalytická role substrátu; interakce elektronových stavů; vliv velikosti objektu na jeho reaktivitu)5.Standardní experimentální metody růstu tenkých vrstev (fyzikální depozice z par; chemická depozice z par; epitaxe molekulárních svazků; epitaxe v kapalné fázi; Langmuir-Blodgettova technika; elektrolytická depozice)6.Pokročilé depoziční metody (metody depozice z plazmy, plasmově zesílená CVD, IJD; depozice atomových vrstev; specifika růstu grafenu a chalkogenidů přechodných kovů; věta Hohenberg-Landau-Mermin-Peierls-Wagnerova; dokonalý 2D systém versus 2D vložený do 3D)7.Nanostrukturované soubory (depozice „shora dolů“ versus „zdola nahoru“; superstruktury a modulované struktury; vytváření laterálních vzorů, litografické metody, jiné typy nano-masek)8.Pásová struktura modulovaných vrstvených struktur (polovodiče; hetero-struktury kov / dielektrikum; magnetické multivrstvy)9.Transportní vlastnosti v nízko-dimenzionálních strukturách (neklasické kvantování vodivosti; modulované struktury; kvantové dráty; kvantové tunelování)10.Metody spektroskopie sekundárních elektronů (AES, XPS, UPS, ARPES)11.Metody mikroskopie skenovací sondou (STM, AFM, NSOM)12.Difrakční metody analýzy nanostruktur13.Současný vývoj voblasti pokročilých kvantových struktur.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:[1] Thomas Ihn: Semiconductor nanostructures. Oxford UP 2010.[2] John N. Lalena, David A. Cleary: Principles of inorganic materials design. Wiley 2010.[3] E. L. Wolf: Graphene. Oxford UP 2014.Doporučená literatura:[4] U.K. Mishra and J. Singh: Semiconductor Device Physics and Design. Springer 2008.[5] Manijeh Razeghi: Fundamentals of Solid State Engineering. Kluwer 2002.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: