Metody přípravy nízkodimenzionálních struktur (FSI-TNS)

Student získá přehled o základních technologiích pro přípravu nano-materiálů a nano-struktur, analytickými metodami a metodikami pro zkoumání jejich vlastností, souvisejícími fyzikálními principy a současnými i budoucími aplikacemi v tomto oboru.

Obecná fyzika, elektronové transportní jevy, energetické pásové diagramy, interakce světla s látkou, stavba látek, molekulární fyzika (základní pojmy), kvantová fyzika (základní pojmy).

Technologie přípravy nanomateriálů a nanostruktur (0D, 1D, 2D). Řízené a samo-uspořádávací principy. Analytické metody a metodika v nanovědách. Fyzikální principy technologií, měření a jevů na úrovni nanometrů. Praktické příklady materiálů, heterostruktur a jejich aplikací v elektronice a optoelektronice.

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Hodnocení studenta bude zohledňovat výsledky diskuze nad zadanými tématy při kolokviu (k přípravě povoleny poznámky z přednášek).

Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.

Lekce 1 - úvod do nízkodimenzionálních struktur, přístup bottom-up a samouspořádávání. Kvantové tečky, fulerény, nanodráty, 2D materiály. Fyzikální a chemické přístupy k tvorbě nanostruktur.

Lekce 2 - přístup top-down a hybridní varianty. Litografie založená na SPM, optická a elektronová litografie.

Lekce 3 - magnetronové a iontově-asistované naprašování, napařování a spintronika. Příprava tenkých vrstev, epitaxe a heterostruktury. Polovodičové multivrstvy a magnetická záznamová média.

Lekce 4 - molekulární svazková epitaxe. Pevnolátkové lasery.

Lekce 5 - Leptání a depozice z plynné fáze. Mokré a suché leptání. CVD, dopování a příběh modré diody.

Lekce 6 - depozice atomárních vrstev. Polovodičové technologie v tranzistorech.

Lekce 7 - fokusovaný iontový svazek. Interakce iontů s pevnou látkou, technologie FIB, FIBem indukované procesy a aplikace FIB.

Lekce 8 - Analytické techniky - RTG difrakce, spektroskopická elipsometrie, SEM/TEM, a techniky citlivé na povrch s velkým prostorovým rozlišením.

Výpočty podpůrných teoretických příkladů, praktické demonstrace a vyzkoušení probíhají po celý semestr.