Studijní program P4F13 Fyzika nanostruktur a nanomateriálů

Oborová rada

Aktuální složení rady je na adrese http://mff.cuni.cz/phd/or/p4f13 .

Spolupracující ústavy

– Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.
Na Slovance 2, 182 21 Praha 8
http://www.fzu.cz/

– Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i.
Chaberská 57, 182 51 Praha 8
http://www.ufe.cz/

– Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v.v.i.
Dolejškova 2155/3, 182 23 Praha 8
http://www.jh-inst.cas.cz/

Vypsaná témata

Jsou k nahlédnutí v SIS na adrese http://mff.cuni.cz/phd/temata/p4f13 .

Poskytovaná výuka

Povinné předměty

Další přednášky a semináře, volitelné dle zaměření dizertační práce z příbuzných oborů, např.:

Seznam požadavků ke státní doktorské zkoušce

I. Širší základ

I.1. Strukturní vlastnosti a dynamika mřížky
Symetrie v pevných látkách, základy krystalografie 3D, 2D a 1D nanomateriálů, povrchová relaxace a rekonstrukce. Fonony, povrchové fononové stavy. Mechanické vlastnosti nanostruktur, plastická a elastická deformace

I.2. Elektronová struktura, optické a magnetické vlastnosti
Elektrony v periodickém prostředí, pásová struktura, chemická vazba. Důsledky redukovaných dimenzí na elektronové stavy pevných látek (size effect, quantum confinement effect). Povrchové elektronové stavy, elektronové stavy v nízkodimenzionálních systémech. Teorie lineární odezvy, optické přechody. Transportní vlastnosti, rovnice kontinuity, transportní rovnice, mechanismy rozptylu, kvantový Hallův jev. Magnetické vlastnosti nízkodimenzionálních struktur.

II. Fyzikální základy oboru

II.1. Základy technologie
Fyzikální a chemické metody růstu tenkých vrstev, nanočástic a dalších významných tříd nanomateriálů. Klasická teorie nukleace, teorie růstu tenkých vrstev, procesy samouspořádání. Metody přípravy nanostruktur použité v dizertační práci.

II.2. Metody analýzy nanostruktur
Difrakční metody (rtg a elektronová difrakce, neutronový rozptyl), elektronová mikroskopie, iontová mikroskopie, metody AFM, STM a jiné rastrovací metody. Metody povrchové elektronové a iontové spektroskopie (UPS, XPS, AR PES, AES aj.), optické metody studia nanostruktur (UV/VIS, FTIR spektroskopie, elipsometrie, Ramanův rozptyl, nelineární optická spektroskopie) transportní metody (elektrická vodivost, magnetorezistence a Hallův jev), elektrochemické metody a další speciální experimentální techniky dle zaměření doktorské práce.

III. Vybrané partie z problematiky řešené v rámci dizertační práce

Doporučená literatura

–Aoki, H., Dresselhaus, M.S.(eds): Physics of graphene. Springer, 2014.

–Bhushan, B. (ed.): Springer Handbook of Nanotechnology. 2nd ed. Springer, 2007.

–Bimberg, D. et al.: Quantum Dot Heterostructures. J. Wiley, 1999.

–Delerue, C., Lannoo, M.: Nanostructures, theory and modeling. Springer, 2004.

–Edelstein, A. S., Cammarata, R.: Nanomaterials, Synthesis, Properties and Application. Inst. of Physics Publishing, 1996.

–Frank, L., Král, J.: Metody analýzy povrchu, iontové, sondové a speciální techniky. Academia, Praha, 2002.

–Gabrys, B. J. (ed.): Applications of Neutron Scattering to Soft Condensed Matter. Gordon and Breach Science Publisher, 2000.

–Grundmann, M.: Nano–optoelectronics. Springer, 2002.

–Guozhong, C.: Nanostructures and Nanomaterials. Imp. Coll. Press, 2004.

–Herman, M. A., Richter, W., Sitter, H.: Epitaxy: Physical Principles and Technical Implementation. Springer, 2004.

–Hirsch, P.: Electron Microscopy of Thin Crystals. R. E. Krieger Publishing, 1977.

–Hošek, J.: Úvod do nanotechnologie. Skripta ČVUT, 2010.

–Lowe, T. C., Valiev, R. Z. (eds.) Investigations and Applications of Severe Plastic Deformation. NATO Science Series 80, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2000.

–Lu, G. Q., Zhao, X. S.: Nanoporous Materials Science and Engineering. Imperial College Press, 2004.

–Michely, T., Krug, J.: Atoms, Mounds and Atoms, Patterns and Processes in Crystal Growth Far from Equilibrium. Springer, 2004.

–Mills, D. J., Bland, J. A. C. (eds): Nanomagnetism. Elsevier, 2006.

–Ozin, G. A., Arsenault, A. C.: Nanochemistry. RSC Publ., 2005.

–Pietsch, U. et al.: High–resolution x–ray scattering from thin films and nanostructures. Springer, 2004.

–Reich, S., Thomsen, C., Maultzsch, J.: Carbon Nanotubes. J. Wiley, 2003.

–Roe, R.–J.: Methods of x–ray and Neutron Scattering in Polymer Science. Oxford University Press, Oxford, 2000.

–Shchukin, V. A., Ledentsov, N. N., Bimberg, D.: Epitaxy of Nanostructures. Springer, 2004.

–Venables, J. A.: Introduction to Surface and Thin Film Processes. Cambridge University Press, Cambridge, 2000.

–Williams, D. B., Carter, C. B.: Transmission Electron Microscopy, a Textbook for Material Science. Plenum Press, New York, 1996.

–Wolf, E. L.: Nanophysics and Nanotechnology, An Introduction to Modern Concepts in Nanoscience. Wiley–VCH, Berlin, 2006.

–Vollath, D., Nanomaterials. Wiley, 2010.

–Xu, Y., David, D., Nitta, J. (eds): Handbook of Spintronics Springer, 2015.

Aktuální odborné publikace a přehledové články se vztahem k problematice řešené v rámci dizertační práce