You are hereBEMN

BEMN


Předmět: Experiment. metody studia nanomateriálů

Katedra/Zkratka: KEF/BEMN

Rok: 2017

Garant: 'Mgr. Jan Filip, Ph.D.'

Anotace: Seznámit studenty s pokročilými metodami určenými k charakterizaci nanomateriálů.

Přehled látky:
1. RTG prášková difrakce, elektronová a neutronová difrakce. Vznik a detekce RTG záření. Základní principy (Braggův zákon), instrumentace a příprava vzorků pro RTG práškovou difrakci, specifika měření nanokrystalických materiálů, měření velikosti částic pomocí nízkoúhlového rozptylu RTG záření (SAXS), vysokoteplotní a nízkoteplotní RTG prášková difrakce, měření tenkých vrstev. Principy elektronové a neutronové difrakce, výhody a nevýhody v porovnání s RTG práškovou difrakcí. 2. Metody založené na emisi/absorpci elektronů/RTG záření vyvolané působením fotonů nebo částic. RTG fluorescenční spektroskopie (XRF): základní principy (Moseleyův zákon, Rayleighův a Comptonův rozptyl, saturační hloubka a sekundární fluorescence), instrumentace a příprava vzorků, konstrukční typy XRF spektrometrů, elektronová mikroanalýza. Fotoelektroné spektroskopie (UPS, XPS/ESCA), spektroskopie Augerových elektronů, RTG absorpční spektroskopie (XAS - EXAFS, XANES). 3. Mössbauerova spektroskopie. Mössbauerův jev, experimentální pozorování Mössbauerova jevu, hyperjemné interakce, interpretace mössbauerovských spekter, Mössbauerova spektroskopie s registrací konverzních elektronů (CEMS) a konverzního rentgenového záření (CXMS), nízkoteplotní Mössbauerova spektroskopie a spektroskopie ve vnějším magnetickém poli. 4. Magnetometrická měření. Magnetometr založený na supravodivém kvantovém interferenčním jevu (SQUID): základní principy, instrumentace a příprava vzorků, parametry hysterezní smyčky, magnetické vlastnosti látek - specifika v případě nanomateriálů, mezičásticové interakce, střídavá (AC) susceptibilita, teplotní závislosti magnetizace (FC-ZFC křivky) - analytický význam. Vibrační magnetometr (VSM). 5. Nukleární magnetická rezonance. Jaderný magnetický moment. Magnetický moment v magnetickém poli: klasický přístup, kvantový přístup. Rezonance a relaxace lineárních soustav, Blochovy rovnice, stacionární řešení, určení relaxačních dob T1 a T1, nehomogenní rozšíření absorpční čáry, nestacionární řešení Blochových rovnic. Volná precese. Spinové a stimulované echo. Experimentální technika. CW a pulsní spektrometry. NMR spektra. Chemický posuv, štěpení signálů, dvojná rezonance, technika decoupling a INDOR, dynamické jevy, NMR jiných jader než protonů, 2D-NMR, rotace pod magickým úhlem, CIDNP, NMR tomografie. Použití NMR ke studiu struktury pevných látek. Zobrazování metodou magnetické rezonance (MRI): princip, možnosti využití v praxi, kontrastní látky (SPIO) - typy, povrchové modifikace, magnetické vlastnosti (nároky, možnosti řízení magnetických vlastností). 6. Termická analýza. Termogravimetrická analýza, diferenční termická analýza, diferenční skenovací kalorimetrie; základní principy, instrumentace a příprava vzorků, měřené parametry. Analýza uvolněných (odchozích) plynů (hmotnostní spektroskopie, infračervená spektroskopie). 7. Měření specifického povrchu pórovitých a práškových materiálů metodou BET. Základní principy, instrumentace a příprava vzorků pro měření specifické plochy povrchu, Langmuirova izoterma, měření porézních materiálů, fyzisorpce, chemisorpce, teplotně programovatelná oxidace/redukce. 8. Dynamický rozptyl světla. Základní principy rozptylu světla, instrumentace a příprava vzorků pro měření velikosti částic pomocí dynamického rozptylu světla, metody vyhodnocení. Stokesův zákon. Zeta potenciál a jeho závislost na pH, elektrokinetické jevy, izoelektrický bod, elektrická dvojvrstva. 9. Vibrační spektroskopie. Úvod, základy vibračních spektroskopií. Infračervená a Ramanova spektroskopie - základy, instrumentace, spektroskopie s povrchově zesíleným Ramanovým rozptylem (SERS), UV-Vis absorbční spektroskopie a luminiscence. 10. Vakuová technika. Získávání vakua, typy vývěv (rotační, difúzní, molekulární). Měření nízkých tlaků. Konstrukce vakuových aparatur. Systémy a zařízení pro ultravysoké vakuum.