|
Vyučující
|
-
Bartošík Miroslav, doc. Ing. Ph.D.
-
Mráček Aleš, prof. Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
- Povrchy kapalin - termodynamické základy, vliv struktury povrchu pevných látek na smáčení kapalinou. - Základy statistické fyziky povrchů - Boltzmannova statistika, atomistická teorie nukleace. - Povrchy pevných látek a povrchové síly - van der Waalsovy síly, Pauliho vylučovací princip a Lennard-Jonesův potenciál, iontové síly a kovalentní vazby, jednoduché výpočty interakce koule s povrchem, příprava čistých povrchů. - Povrchy pevných látek a povrchové síly - vybrané analytické techniky: SEM, Difrakce, XPS, Ramanova spektroskopie. - Teoretické metody studia povrchů: Molekulární dynamika a Monte Carlo metody. - Adsorpce na povrchu - Langmuirova adsorpce, BET adsorpce. - Difúze na povrchu a rozhraních - analytické a obecné numerické řešení. - Aplikace: Rastrovací silová mikroskopie a její techniky. - Od povrchu k nanotechnologiím - 2D tenké vrstvy, 1D nanotrubky a 0D kvantové tečky. - Kvantová fyzika nanostruktur, kvantová past (nekonečné a konečné hloubky), tunelování (hustota toku pravděpodobnosti, od rastrovacího tunelovacího mikroskopu k podstatě elektroniky). - Elektronické vlastnosti nanostruktur, hustota stavů a Fermiho-Diracova statistika. - Kvantově-mechanické výpočty (metoda těsné vazby a teorie funkcionálu hustoty), transport v nanostrukturách. - Aplikace - grafen, uhlíkové nanotrubky, příprava a tvorba nanostruktur. - Aplikace - kvantové tečky.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Praktické procvičování
- Příprava na zkoušku
- 120 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Znalosti z matematiky, fyziky a chemie. |
| Znalosti z matematiky, fyziky a chemie. |
| Výsledky učení |
|---|
| popsat síly na povrchu pevné látky |
| popsat síly na povrchu pevné látky |
| vysvětlit smáčivost povrchu kapalinou |
| vysvětlit smáčivost povrchu kapalinou |
| popsat vybrané analytické techniky povrchů |
| popsat vybrané analytické techniky povrchů |
| shrnout kvantově mechanické výpočty |
| shrnout kvantově mechanické výpočty |
| popsat strukturu grafenu |
| popsat strukturu grafenu |
| Odborné dovednosti |
|---|
| změřit kontaktní úhel a vypočítat povrchovou energii |
| změřit kontaktní úhel a vypočítat povrchovou energii |
| navrhnout vhodnou techniku pro analýzu povrchu |
| navrhnout vhodnou techniku pro analýzu povrchu |
| provést vhodnou techniku analýzy povrchu |
| provést vhodnou techniku analýzy povrchu |
| provést kvantově mechanické výpočty |
| provést kvantově mechanické výpočty |
| připravit požadovanou nanostrukturu |
| připravit požadovanou nanostrukturu |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming) |
| Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming) |
| Monologická (výklad, přednáška, instruktáž) |
| Monologická (výklad, přednáška, instruktáž) |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Praktické procvičování |
| Praktické procvičování |
| Demonstrace |
| Demonstrace |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Známkou |
| Didaktický test |
| Didaktický test |
| Ústní zkouška |
| Ústní zkouška |
| Známkou |
|
Doporučená literatura
|
-
ATKINS, P.W., De PAULA, J. Atkins' Physical Chemistry. 10th Ed.. NY: Oxford University Press, 2014. ISBN 9780199697403.
-
BHUSHAN, B. Springer Handbook of Nanotechnology. New York: Springer, 2004. ISBN 35-400-1218-4.
-
BUTT, H.J., GRAF, K., KAPPL, M. Physics and Chemistry of Interfaces. Weinheim: Wiley-VCH, 2003. ISBN 35-274-0413-9.
-
KITTEL, CH. Úvod do fyziky pevných látek: celostátní vysokoškolská učebnice pro studenty matematicko-fyzikálních a přírodovědeckých fakult studijního oboru fyzika pevných látek.. Praha: Academia, 1985.
-
LUTH, H. Solid Surfaces, Interfaces and Thin Films. 5th Ed.. Heidelberg, NY: Springer, 2010. ISBN 978-3-642-13591-0.
-
VŮJTEK, M., KUBÍNEK, R., MAŠLÁŇ, M. Nanoskopie. Olomouc: UP, 2012. ISBN 978-80-244-3102-4.
-
ZETTILI, N., De PAULA, J. Quantum Mechanics: Concepts and Applications. 2nd Ed.. Chichester: Wiley, 2009. ISBN 978-047-0026-786.
|