Aplikovaná Fyzika Spinu

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Předmět je v první řadě je určen studentům biomedicínských a elektrotechnických oborů, nicméně nabývá na významu i pro studenty v IT programech, zejména v oblasti strojového učení a rozpoznávání obrazu. Předmět seznamuje studenty s fyzikálními principy, které jsou zásadní pro pochopení praktického uplatnění spinových vlastností elektronů a jader. Součástí jsou klasické a kvantově mechanické přístupy k popisu spinu. Hlavním obsahem předmětu je vysvětlení moderních měřicích metod a aplikací založených na spinu. Jsou to zejména elektronová paramagnetická rezonance (EPR) a nukleární magnetická rezonance (NMR) které se používají pro zkoumání vlastností organických látek i moderních polovodičů na atomistické úrovni. Dále budou probrány praktické aplikace elektronového a jaderného spinu v biologii, medicíně a farmacii a základy spintroniky. Bude také vysvětlena role spinu pro analýzu vlastností látek vznikajících při zpracovaní organických a anorganických materiálů termálním plazmatem pro výrobu nanočástic a vodíku.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Přehled spinových aplikací ve vědě a průmyslu

2. Klasický a kvantově mechanický přístup k pojetí spinu

3. Řízeni spinové dynamiky pomocí radiovln a mikrovln

4. Metody a techniky magnetické rezonance

5. Náhled do lokální struktury látek pomocí spinové spektroskopie

6. Nukleární magnetická rezonance pro lékařské zobrazovaní

7. Aplikace spinu v biologii a biomedicíně

8. Elektronový spin a fotoproud, záchyt spinů

9. Dozimetrie na základě zachyceného spinu

10. Aplikace spinu v archeologii a kriminalistice

11. Magnetokalorický efekt a spinová termometrie

12. Základy spintroniky

13. Kvantové výpočty a qubity s využitím spinu

14. Seznámení se spektrometrem EPR v praxi

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Pro zájemce budou pro studijní účely kromě výše uvedených podkladů dostupné na Moodle také další vybrané relevantní publikace, od přednášejícího jako spoluautora například tyto:

Charge trapping and luminescence of the mixed size CsPbBr3 particles grown in one batch (2024) Optical Materials, 151, art. no. 115279.

Energy-Transfer Processes in Nonstoichiometric and Stoichiometric Er3+, Ho3+, Nd3+, Pr3+, and Cr3+ -Codoped Ce:YAG Transparent Ceramics: Toward High-Power and Warm-White Laser Diodes and LEDs (2023) Physical Review Applied, 20 (1), art. no. 014047.

Charge trapping processes in hydrothermally grown Er-doped ZnO (2022) Radiation Measurements, 150, art. no. 106700.

Hydrothermally grown ZnO:Mo nanorods exposed to X-ray: Luminescence and charge trapping phenomena (2022) Applied Surface Science, 585, art. no. 152682.

Electron and hole trapping in Li2MoO4 cryogenic scintillator (2021) Optical Materials, 114, art. no. 110971.

Undoped and Eu, Na co-doped LiCaAlF6 scintillation crystals: Paramagnetic centers, charge trapping and energy transfer properties (2021) Journal of Alloys and Compounds, 858, art. no. 158297.

Stabilization of light emitting Eu2+ centers inside Ca(Sr)I2:Eu particles in glass ceramics. The preliminary concept of synthesis (2021) Ceramics International, 47 (20), pp. 29232 29252.

Correlation of emission, scintillation and charge trapping properties in Cs2HfCl6 and Cs2ZrCl6 single crystals (2021) Journal of Materials Chemistry C, 9 (8), pp. 2955 2968.

Charge trapping processes and energy transfer studied in lead molybdate by EPR and TSL (2019) Journal of Luminescence, 205, pp. 457 466

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: