You are hereStudium, Studijní předměty, Garantované obory studia, Začínáme studovat, Doporučená schémata studia, Zkušenosti absolventů, Témata závěrečných prací , Úspěchy našich studentů, Průvodce studiem, Aplikovaná fyzika, Přístrojová fyzika, Učitelství fyziky, Nanotechnologie, (Aplikovaná fyzika), (Přístrojová fyzika), (Nanotechnologie), (Učitelství fyziky), Pro uchazeče, Pro studenty, Absolventi, Počítačová fyzika

Studium, Studijní předměty, Garantované obory studia, Začínáme studovat, Doporučená schémata studia, Zkušenosti absolventů, Témata závěrečných prací , Úspěchy našich studentů, Průvodce studiem, Aplikovaná fyzika, Přístrojová fyzika, Učitelství fyziky, Nanotechnologie, (Aplikovaná fyzika), (Přístrojová fyzika), (Nanotechnologie), (Učitelství fyziky), Pro uchazeče, Pro studenty, Absolventi, Počítačová fyzika


Nanomagnetismus

Předmět: Nanomagnetismus

Katedra/Zkratka: KEF/BMAG

Rok: 2016 2017

Garant: 'doc. Mgr. Jiří Tuček, Ph.D.'

Anotace: Magnetické vlastnosti nanostruktur.

Přehled látky:
1. Úvod do nanomagnetismu. 2. Izolované magnetické momenty. 3. Problematika okolního prostředí a jeho vliv na magnetické vlastnosti. 4. Magnetické interakce. 5. Uspořádání a magnetické struktury. 6. Měření magnetického uspořádání. 7. Magnetická uspořádání a porušená symetrie. 8. Magnetické vlastnosti nanostrukturních materiálů (povrchové a jevy spojené s konečným rozměrem částic, motivace a anizotropie ultramalých systémů, jednodoménovost, superparamagnetismus, kolektivní magnetické excitace, povrchové jevy, spinové sklánění, mezičásticové interakce (Chantellův model, popis interakcí, DBF model, M?rupův model, porovnání DBF a M?rupova modelu, režim silných mezičásticových interakcí)). 9. Kvantové fázové přechody, magnetické vlastnosti tenkých filmů a několikanásobných 10. Magnetorezistance (spontánně spinově rozštěpené vodivostní a valenční pásy, magnetoresistance feromagnetik, anizotropní magnetoresistance (AMR), obrovská magnetoresistance (GMR), výměnná anizotropie, kolosální magnetoresistance (CMR), extraordinární Hallův jev). 11. Frustrace, spinová skla a neuspořádané magnetické nanostruktury. 12. Magnetooptické jevy v nanostrukturách. 13. Organické magnety a základy spintroniky. 14. Oxidy železa - kandidáti magnetických nanostruktur pro praktické využití.

Fyzikální základy nanotechnologií

Předmět: Fyzikální základy nanotechnologií

Katedra/Zkratka: KEF/BFZN

Rok: 2016 2017

Garant: 'doc. Mgr. Jiří Tuček, Ph.D.'

Anotace: Seznámení s vlastnostmi nanostruktur a nanosystémů.

Přehled látky:
1. Krystalové struktury pevných látek a jejich změny s klesajícím rozměrem (nano)materiálu 2. FCC nanočástice (strukturní magická čísla), tetraedrálně svázané polovodičové struktury (iontový model, kovalentní model, Vegardův zákon). 3. Schrödingerova rovnice pro systém elektronů a jader a její aproximace, Blochův teorém, Blochova funkce, lokalizované a delokalizované elektrony, lokalizace elektronů s poklesem velikosti (nano)materiálu, díra (kvazičástice s kladným nábojem a kladnou efektivní hmotností), excitony (Mott-Wannierovy excitony a Frenkelovy excitony, Sahaova rovnice). 4. Vlastnosti jednotlivých nanočástic, kovové nanoklastry (metoda přípravy, strukturní a elektronová magická čísla, superatomy, gelový model, podstata molekulární orbitalové teorie a funkcionální hustotní analýzy ("Density Functional Analysis"). 5. Polovodičové nanoklastry (optické vlastnosti polovodičových nanoklastrů a jejich velikost, režim silného a slabého omezení excitonu, modrý posuv a velikost polovodičových nanoklastrů, změna velikosti pásové mezery s velikostí polovodičového nanoklastru), fotofragmentace, Coulombovská exploze, 6. Klastry inertních plynů (van der Waalsův potenciál, Lennard-Jonesův potenciál), supratekuté nanoklastry, Bose-Einsteinova kondenzace (kvalitativní popis), molekulární nanoklastry (molekula vody a symetricky vodíkem vázaná voda). 7. Objemové nanostrukturní neuspořádané materiály, mechanismy poruchy tradičních zrnových materiálů, mechanické vlastnosti neuspořádaných nanostruktur (Youngův modul, Hall-Petchova rovnice, křehkost a snížená tažnost neuspořádaných nanostruktur), nanostrukturní vícevrstvé neuspořádané materiály (vliv tloušťky vrstvy na tvrdost materiálu), elektrické vlastnosti neuspořádaných nanostruktur (vodivost a elektronové tunelování), nanokompozitní nanoklastrová kovová skla (optické vlastnosti a plazmová absorpce, nelineární optické jevy - nelineární index lomu, metody přípravy nanokompozitních skel), pórovitý křemík (luminiscence, fluorescence a fosforescence, Jablonského diagram - kvalitativní popis, zářivé a nezářivé přechody, velikost pórů a její vliv na luminiscenci křemíku). 8. Nanostrukturní krystaly: přírodní nanokrystaly, pole nanočástic v zeolitech, mřížky nanočástic v koloidních suspenzích (princip tvrdého a měkkého odpuzovaní, Kirkwood-Alderův přechod, přechod mezi FCC a BCC uspořádáním, fotonické krystaly (definice a tvorba fotonického krystalu, Maxwellovy rovnice fotonického krystalu v operátorovém tvaru, hlavní rovnice pro intenzitu magnetického pole, periodičnost relativní permitivity, pásy dovolených a zakázaných energií, dielektrický pás a vzduchový pás, výpočet disperzní relace pro jednoduchý 1D fotonický krystal, rezonantní dutina, frekvence a velikost poloměru otvorů u 2D a 3D fotonického krystalu). 9. Kvantová povaha nanosvěta, Schrödingerova rovnice, kvantové stavy a energie, tunelování barierou (Schrödingerova rovnice v jedné dimenzi, časově závislá a nezávislá Schrödingerova rovnice, částice uvězněná v jedné dimenzi, lineární kombinace řešení, očekávané hodnoty a dvou-částicová vlnová funkce, odraz a tunelování na potenciálovém schodu, průchod potenciálovou bariérou - tunelování, uvězněné částice ve dvou a tří dimenzích, kvantové tečky, dvourozměrné pásy a kvantové dráty, jednoduchý harmonický oscilátor, magnetické momenty. 10. Kvantové důsledky pro makrosvět, nanosymetrie a dvouatomové molekuly, kovalentní vazba a kovalentní antivazba jako čistý nanofyzikální jev, definice výměnné interakce, polární a van der Waalsovy fluktuační síly, elektrická polarizace neutrálních atomů a molekul, dipólové interakce neutrálních a symetrických atomů, Casimírova síla, experimentální uspořádání pro měření Casimírovy síly, vodíková vazba. 11. Jedno-elektronové tunelování, Coulombova blokáda, Coulombovo schodiště, supravodivost a kvantové nanostruktury.

Témata disertačních prací pro Aplikovanou fyziku z KEF

  • doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D.:
    • In situ sledování tvorby a transformací železa ve vysokých oxidačních stavech užitím Mössbauerovy spektroskopie a dopředného jaderného rozptylu
      In situ monitoring of formation and transformations of high-valent iron by menas of Mössbauer spectroscopy and nuclear forward scattering

Mössbauerova spektroskopie

Předmět: Mössbauerova spektroskopie

Katedra/Zkratka: KEF/MBAS

Rok: 2016 2017

Garant: 'prof. RNDr. Miroslav Mašláň, CSc.'

Anotace: Základní poznatky o Mössbauerově spektroskopii.

Přehled látky:
Mössbauerova spektroskopie 1. Podstata Mössbauerova jevu. 2. Hyperjemné interakce jader. 3. Parametry mössbauerovských spekter (izomérní posun, kvadrupólové štěpení, magnetické štěpení, kvadrupólový posun, forma spektrálních čar). 4. Základy techniky mössbauerovských měření (detektory, pohybová zařízení). 5. Mössbauerovy spektrometry (modulační, časové, časově-modulační). 6. Mössbauerovská měření za nízkých a vysokých teplot a v magnetických polích. 7. Aplikace Mössbauerovy spektroskopie v chemii. 8. Aplikace Mössbauerovy spektroskopie ve fyzice pevných látek. Studium magnetických vlastností materiálů. 9. Aplikace Mössbauerovy spektroskopie v mineralogii.

Přednáška
Základy Mössbauerovy spektroskopie

(PDF 3,6 MiB)

Teorie signálů a informace 2

Předmět: Teorie signálů a informace 2

Katedra/Zkratka: KEF/TSII2

Rok: 2016 2017

Garant: 'doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D.'

Anotace: Cílem je seznámit studenty se základními procesy zpracování signálů, jako je modulace, vzorkování a kvantování. Dále se studenti seznámí se základními pojmy a vztahy teorie informace.

Přehled látky:
1. Základní znaky a druhy analogových modulací signálů. 2. Amplitudové modulace a vliv šumu na amplitudově modulovaný signál. 3. Úhlové modulace a vliv šumu na úhlově modulovaný signál. 4. Vzorkování a impulsové modulace signálů. 5. Kvantování a číslicové modulace signálů. 6. Mnohocestné signály. 7. Vymezení a základní pojmy teorie informace. Informace a její kvantitativní míry. 8. Základní druhy a vlastnosti informační entropie. 9. Střední vzájemná informace a její vlastnosti. 10. Kódování a redundance informace. 11. Přenos informace diskrétním kanálem. 12. Přenos informace spojitým kanálem. 13. Souvislost informace s termodynamickou entropií.

 

PřednáškaPřednáška (PDF 1,8 MiB)

Teorie signálů a informace 1

Předmět: Teorie signálů a informace 1

Katedra/Zkratka: KEF/TSII1

Rok: 2016 2017

Garant: 'doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D.'

Anotace: Cílem je seznámit s hlavními teoretickými aspekty přenosu a zpracování signálů. Je kladen důraz na pochopení Fourierovy transformace jako nástroje pro popis signálů ve spektrální oblasti.

Přehled látky:
1. Vymezení signálů, teorie signálů a přenosových soustav. 2. a 3. Fourierova analýza determinovaných signálů a impulsů a její praktické provádění. 4. Konvoluce a Fourierovo spektrum. 5. Laplaceova a Hilbertova transformace. 6. Korelace determinovaných signálů. 7. Vlastnosti lineárních a nelineárních přenosových soustav. 8. Charakteristické funkce a veličiny náhodných procesů a jejich realizací. 9. Výkonová spektra náhodných procesů a jejich realizací. 10. Přenos náhodného signálu lineární soustavou. 11. Vliv šumu na signál. 12. Číslicové signály a jejich přenos. 13. Číslicové přenosové soustavy, jejich chybovost a modelování.

 

PřednáškaPřednáška (PDF 2,1 MiB)

Aplikované nanotechnologie 1

Předmět: Aplikované nanotechnologie 1

Katedra/Zkratka: KEF/APNA1

Rok: 2016 2017

Garant: 'Mgr. Milan Vůjtek, Ph.D.'

Anotace: Předmět seznamuje studenty s aplikací fyzikálních poznatků v oblasti nanosvěta. Obsahově navazuje na "Fyzikální základy nanotechnologií I" a po jeho absolvování by student měl být seznámen se způsobem, jakým se nanostruktury vytvářejí a jakými metodami se charakterizují jejich vlastnosti.

Přehled látky:
* Mikroskopické metody pro nanoměřítko * * Mikroskopie atomárních sil (AM-AFM, FM-AFM, příprava nanovzorků), TERS * * Elektronová mikroskopie (SEM, TEM), příprava nanovzorků * * Elektronová tomografie * Metody tvorby nanostruktur * * Základy tvorby nanostruktur * * Litografie (princip, rezisty, subtraktivní a aditivní techniky) * * Tvorba vrstev (napařování, naprašování, CVD, MBE) * * Litografie elektronovým a iontovým svazkem * * Softlitografické techniky (nanoimprint, mikrokontaktní tisk) * * Samouspořádání a samouspořádané monovrstvy, depozice molekulárních filmů * * Nanolitografie skenující sondou (atomární, elektrické, silové a další techniky) * * DNA nanokonstrukce * Nanočástice * * Definice a základní vlastnosti nanočástic * * Příprava nanočástic (tvar nanočástic, fyzikální a chemické metody), stabilizace * * Aplikace nanočástic (katalýza, optické a magnetické vlastnosti, bioaplikace) * * Ferofluidy a koloidní krystaly * Nanodráty - definice, výroba a aplikace * Uhlíkové nanostruktury * * Fulereny (příprava a vlastnosti), fulerity, fuleridy * * Grafen * * Nanotrubičky, výroba, vlastnosti, aplikace * Další nanosystémy * * Dendrimery, supramolekuly, blokové polymery * * Micely, nanovlákna * Manipulace s nanoobjekty * * Manipulace pomocí SPM a FIB * * Optická a magnetická pinzeta * * Nanomanipulátory * * Mikronástroje * Biomimetika * Počítačové simulace nanostruktur * Nanofotonika

Aplikované nanotechnologie 2

Předmět: Aplikované nanotechnologie 2

Katedra/Zkratka: KEF/APNA2

Rok: 2016 2017

Garant: 'Mgr. Milan Vůjtek, Ph.D.'

Anotace: Předmět navazuje na přednášku "Aplikovaná nanotechnologie I" a rozšiřuje ji ve směru základních aplikací nanostruktur v podobě nanozařízení. Důležitou částí předmětu je také aplikace metrologických principů při měření délky v oblasti nanometrů, tj. nanometrologie.

Přehled látky:
* Nanoelektronika * * Omezení současné elektroniky * * Adaptace pro nanosystémy * * Odolná úložiště, speciální hradla * * Bioinspirace, DNA počítače * * Molekulární elektronika * * Rezonanční tunelovací prvky * * Optoelektronika s kvantovými prvky * * Kvantové celulární automaty * * Jednoelektronová zařízení * * Supravodivá elektronika * * Moderní paměti * Mikrosystémové technologie * * Definice, technologie a materiály * * MEMS senzory * * Optické MEMS * * Radiofrekvenční MEMS * * Mikronosník * * Pohybové prvky * * Mikrofluidika * Nanoelektromechanické systémy * * Definice a rozdíly oproti MEMS * * Příklady NEMS * Molekulární stroje * * Supramolekulární chemie * * Spontánní pohyby * * Jednoduché nástroje a přirozené motory * Nanometrologie * * Měření v nanosvětě * * Mikronosník jako měřicí MEMS * * Spektroskopie sil * * Problematika délkové nanometrologie

Témata magisterských prací - teoretická kvantová optika

Linearizovaný přístup ke kvantové teorii solitonu ve světle exaktních řešení
(Kvantová teorie solitonu se dá založit na exaktních řešeních rovnice pro operátor pole. V tomto rámci se dají přezkoumat metody a pojmy linearizovaného přístupu k popisu kvantového solitonu.)
Školitel: prof. RNDr. Vlasta Peřinová, DrSc.
Linearized approach to the quantum theory of soliton from the viewpoint of exact solutions

Témata bakalářských prací - experimentální kvantová optika

Manipulace s polarizačním stavem světla a jeho následná analýza