Last update: Siegel Jakub doc. Ing. Ph.D. (02.09.2013)
The course focuses on understanding the basic principles and laws of objects from nanoworld. Classical thermodynamic approach is extended to the basic principles of quantum-mechanical description of nano-objects. Particular attention is paid to the methodologies estimating the equilibrium shape of nanoparticles, depending on the number of atoms forming individual particle. An important part of the course is a list of suitable preparation and characterization techniques for nano-objects of different dimensions (quantum dots, nanowires, nanolayers).
Last update: Siegel Jakub doc. Ing. Ph.D. (10.12.2012)
Předemět je zaměřen na pochopení základních principů a zákonitostí objektů nanosvěta. Klasický termodynamický přístup k řešení problematiky je rozšířen o základní principy kvantově-mechanického popisu nanoobjektů. Zvláštní pozornost je věnována metodikám odhadu rovnovážného tvaru nanočástic v závislosti na počtu atomů částici tvořících. Důležitou součástí předmětu je výčet vhodných technik přípravy a charaktericace nanoobjektů o různých dimenzionalitách (kvantové tečky, nanodráty, nanovrstvy).
Aim of the course -
Last update: TAJ126 (28.11.2013)
Students will be able to:
Present and explain basic thermodynamics and quantum-mechanical apparatus for desctription of particles from nanoworld.
Determine the most probable equilibrium shape of nanoparticles according to the number of atoms forming the particle.
Described the preparation and characterization methods of nano-objects of different dimensionalities.
Last update: Šmídová Ludmila (14.12.2012)
Studenti budou umět:
Základní termodynamický a kvantově-mechanický aparát k řešení problematiky částic nanosvěta.
Stanovit nejpreavděpodobnější rovnovážný tvar nanočástice v závislosti na počtu atomů částici tvořících.
Metody přípravy a charakterizace nanoobjektů o různých dimenzionalitách.
Literature -
Last update: TAJ126 (23.09.2013)
R: Bohumil Kratochvíl, Václav Švorčík, Dalibor Vojtěch: Introduction to study of materials, Skriptum VŠCHT Praha, Praha 2005. ISBN 80-7080-568-4
A: Kenneth Klabunde, Ryan Richards: Nannoscale Materials in Chemictry, John Wiley & Sons, 2009, 2nd edition. ISBN 978-0-470-22270-6
Last update: Siegel Jakub doc. Ing. Ph.D. (14.11.2012)
Z:Bohumil Kratochvíl, Václav Švorčík, Dalibor Vojtěch: Úvod do studia materiálů, Skriptum VŠCHT, Praha 2005. ISBN 80-7080-568-4
D:Kenneth Klabunde, Ryan Richards: Nanoscale Materials in Chemistry, John Wiley & Sons, 2009, 2nd edition. ISBN 978-0-470-22270-6
Learning resources -
Last update: TAJ126 (28.11.2013)
Educational materials for lectures available at the teacher.
Last update: Siegel Jakub doc. Ing. Ph.D. (10.12.2012)
Výukové materiály k přednáškám k dispozici u vyučujícího.
Syllabus -
Last update: Siegel Jakub doc. Ing. Ph.D. (02.09.2013)
1. Introduction, definition of basic concepts, terminology, differences between the nano-and macro-objects.
2. Top-down and bottom-up approaches, the geometry of nano-objects, the growing influence of surface atoms, quantum effects.
3. Thermodynamic description of nano-objects (surface work, surface tension, cohesive energy), the melting temperature of nanoparticles.
4. The quantum-mechanical description of nano-objects, solution of the particle in potential well.
5. Introduction to crystal chemistry, Bravais lattice, a major crystallographic planes.
6. Growth mechanisms of thin films, the effect of temperature and deposition rate.
7. Determination of the equilibrium shape of nanoparticles, Wulff construction.
8. Determination of the equilibrium shape of nanoparticles, Theory of polyhedra.
9. Methods of preparation and characterization 0D nano-objects and nanomaterials.
10. Methods of preparation and characterization of 1D nano-objects and nanomaterials.
11. Methods of preparation and characterization of 2D nano-objects and nanomaterials (I).
12. Methods of preparation and characterization of 2D nano-objects and nanomaterials (II).
13. Nanomaterials for electronics and information technology, pharmaceutical chemistry, chemical processes (catalysis) and biomaterials.
14. Social aspects of nanomaterials and technologies including nanosafety.
Last update: Šmídová Ludmila (14.12.2012)
1. Úvod, definice základních pojmů, názvosloví, rozdíly mezi nano- a makro-objekty.
2. Přístup top-down a bottom-up, geometrie nanoobjektů, rostoucí vliv povrchových atomů, kvantové efekty.
3. Termodynamický popis nanoobjektů (povrchová práce, povrchové napětí, kohezní energie), teplota tání nanočástic.
4. Kvantově-mechanický popis nanoobjektů, řešení částice v potenciálové jámě.
5. Úvod od krystalochemie, Bravaisovy mřížky, významné krystalografické roviny.
6. Růstové mechanismy tenkých vrstev, vliv teploty a rychlosti depozice.
7. Stanovení rovnovážného tvaru nanočástic, Wulffova konstrukce.
8. Stanovení rovnovážného tvaru nanočástic, Teorie polyedrů.
9. Metody přípravy a charakterizace 0D nanoobjektů a nanomateriálů.
10. Metody přípravy a charakterizace 1D nanoobjektů a nanomateriálů.
11. Metody přípravy a charakterizace 2D nanoobjektů a nanomateriálů (I).
12. Metody přípravy a charakterizace 2D nanoobjektů a nanomateriálů (II).
13. Nanomateriály pro elektroniku a informatiku, farmakochemii, chemické procesy (katalýza) a biomateriály.
14. Sociální aspekty nanomateriálů a technologií vč. nanobezpečnosti.
Registration requirements -
Last update: TAJ126 (14.01.2016)
N108004 Introduction to study of materials
Last update: TAJ126 (14.01.2016)
N108004 Úvod do studia materiálů
Teaching methods
Activity
Credits
Hours
Účast na přednáškách
1
28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi
