Students will:

Understand the principles of calorimetric methods, control different types of calorimeters, evaluate data and their uncertainty.

Understand principles of solid magnetism and magnetometry, learn methods of evaluation and interpretation of magnetic properties.

Understand the principles of measuring the electrical transport properties of materials. Measurement of resistivity-conductivity (direct method, 4 point method, van der Pauw method) further measurement of the charge and mobility of the charge carriers in different types of materials (insulators, semiconductors, metals, superconductors).

Studenti budou:

Rozumět principům kalorimetrických metod, ovládat různé typy kalorimetrů, vyhodnotit data a jejich nejistotu.

Rozumět principům magnetismu pevných látek a magnetometrie, osvojit si metody vyhodnocení a interpretace magnetických vlastností.

Rozumět principům měření elektrických transportních vlastností materiálů. Měření rezistivity-vodivosti (přímá metoda, 4 bodová metoda, metoda van der Pauw) dále měření koncentrace a pohyblivosti nositelů náboje v různých typech materiálů (izolanty, polovodiče, kovy, supravodiče).

R:

1) Kemp R.B.: Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry, Elsevier, Amsterdam, 1999, ISBN 978-0-444-82085-3

2) Höhne, G.; Hemminger, W.; Flammersheim, H.J.: Differential Scanning Calorimetry, 2nd ed. Springer: Berlin, 2003, ISBN 978-3-662-06710-9

3) Czichos, H.; Saito, T.; Smith, L: Springer Handbook of Materials Measurement Methods, Springer, 2006, ISBN: 978-3-540-20785-6 (Print) 978-3-540-30300-8 (Online)

4) Webster J.G. (editor); Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook, CRC Press, Boca Raton, 2014, ISBN: 978-1-4398-4891-3

A:

5) Documentation of individual apparatuses.

6) Instructions for individual laboratory tasks.

7) User support by the manufacturer of PPMS-online system Pharos (Pharos - The Quantum Design Digital Library - https://www.qdusa.com/pharos)

Z:

1)Kemp R.B.: Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry, Elsevier, Amsterdam, 1999, ISBN 978-0-444-82085-3

2)Höhne, G.; Hemminger, W.; Flammersheim, H.J.: Differential Scanning Calorimetry, 2nd ed. Springer: Berlin, 2003, ISBN 978-3-662-06710-9

3)Czichos, H.; Saito, T.; Smith, L: Springer Handbook of Materials Measurement Methods, Springer, 2006, ISBN: 978-3-540-20785-6 (Print) 978-3-540-30300-8 (Online)

4) Webster J.G. (editor); Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook, CRC Press, Boca Raton, 2014, ISBN: 978-1-4398-4891-3

D:

5) Dokumentace k jednotlivým přístrojům.

6) Návody k jednotlivým laboratorním úlohám.

7) Uživatelská podpora od výrobce PPMS-online systém Pharos (Pharos - The Quantum Design Digital Library - https://www.qdusa.com/pharos)

1. Theoretical basics of calorimetry - thermochemistry and heat transfer.

2. Overview of calorimetric methods and their applications for the study of solids.

3. Heat capacity measurement, experimental data processing, estimation and calculation.

4. Determination of temperature dependence of heat capacity in the low temperature range by thermal pulse calorimetry method (PPMS, Quantum Design).

5. Determination of temperature dependence of heat capacity by DSC method.

6. Determination of relative enthalpies and temperature dependence of heat capacity by the drop calorimetry method (HTC 96, Setaram).

7. Determination of phase diagram of binary system by DSC method (C404 Pegasus, Netzsch).

8. Electrotransport in metals, semiconductors, superconductors and insulators (lecture)

9. Measurement of resistivity-conductivity of materials (direct method, four-point method, van der Pauw method) (lecture)

10. Measurement of temperature dependence of resistivity of selected materials on PPMS system (laboratory work - use of Resistivity module and ETO module).

11. Theoretical Principles of Magnetism - Contributions to Magnetic Moment, Diamagnetism and Paramagnetism (lecture)

12. Theoretical Principles of Magnetism - arrangement of magnetic moments. Principles of Magnetic Torque Measurement (lecture)

13. Measurement of temperature dependence of magnetic susceptibility of selected material on PPMS system (diamagnetism of superconductor, Curie-Weiss and van Vleck paramagnetism)

14. Measurement of magnetizing curves of selected material on PPMS system (saturated ferromagnetic moment and hysteresis, Brillouin function of paramagnetic material)

1. Teoretické základy kalorimetrie - termochemie a přenos tepla.

2. Přehled kalorimetrických metod a jejich aplikace pro studium pevných látek.

3. Měření tepelných kapacit, zpracování experimentálních dat, možnosti jejich odhadu a výpočtu.

4. Stanovení teplotní závislosti tepelné kapacity v oblasti nízkých teplot metodou tepelně pulzní kalorimetrie (PPMS, Quantum Design).

5. Stanovení teplotní závislosti tepelné kapacity metodou DSC.

6. Stanovení relativních entalpií a teplotní závislosti tepelné kapacity metodou vhazovací kalorimetrie (HTC 96, Setaram).

7. Stanovení fázového diagramu binárního systému metodou DSC (C404 Pegasus, Netzsch).

8. Elektrotransport v kovech, polovodičích, supravodičích a izolantech (přednáška)

9. Měření rezistivity-vodivosti materiálů (přímá metoda, čtyřbodová metoda,metoda van der Pauw) (přednáška)

10. Měření teplotní závislosti rezistivity vybraných materiálů na systému PPMS (laboratorní práce - využití modulu Resistivity a modulu ETO).

11. Teoretické principy magnetismu - příspěvky k magnetickému momentu, diamagnetismus a paramagnetismus (přednáška)

12. Teoretické principy magnetismu - uspořádání magnetických momentů. Principy měření magnetického momentu (přednáška)

13. Měření teplotní závislosti magnetické susceptibility vybraného materiálu na systému PPMS (diamagnetismus supravodiče, Curie-Weissův a van Vleckův paramagnetismus)

14. Měření magnetizačních křivek vybraného materiálu na systému PPMS (saturovaný feromagnetický moment a hystereze, Brillouinova funkce paramagnetického materiálu)

web page of the course (uctppms.wordpress.com)

webová stránka předmětu (uctppms.wordpress.com)

General and Inorganic Chemistry II, Physics II, Physical chemistry II

Obecná a anorganická chemie II, Fyzika II, Fyzikální chemie II.