Nanophysics Kierunek studiów: Fizyka
Kod programu: W4-S2FZ19.2021

Na wykładzie student zapozna się z następujacymi zagadnieniami: Wprowadzenie do fizyki nanostruktur i nanomaterialów - Nanotechnologie i nanomateriały -Ogólna klasyfikacja nanoukładów -Metody dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego, elektronów i neutronów -Dyfrakcja na nieograniczonych przestrzennie obiektach -Dyfrakcja na obiektach ograniczonych przestrzennie -Ograniczenia metod dyfrakcyjnych -Nieuporządkowanie termiczne i statyczne -Rozpraszanie przez układy strukturalnie nieuporządkowane – funkcja korelacji par atomów – definicje, metody wyznaczania i interpretacja - Metody analizy nanostruktur -techniki skanujące • Zjawisko tunelowania w układzie przewodząca igła przewodząca powierzchnia. Standardowy model Tersoffa-Hamanna dla małych i dużych napięć tunelowych • Podstawy teorii mikroskopii sił atomowych. Stała Hamakerra. • typy mikroskopów SPM i obszary fizyki chemii biologii, medycyny oraz inżynierii materiałowej w których mikroskopy tego typu znalazły swoje zastosowanie. • Konstrukcja typowego mikroskopu STM, rozdzielczość, stabilność i ograniczenia w pomiarach prowadzonych techniką STM. • Podobieństwa i róznice w budowie mikroskopu sił atomowych względem konstrukcji STM. • Przedstawienie dominującej roli metod mikroskopii sił atomowych we współczesnych badaniach właściwości powierzchni z rozdzielczością atomową. • Mikroskopia AFM do badań lokalnego przewodnictwa elektrycznego (tzw. metod LC-AFM), wykorzystywana w analizie procesów przełączania rezystywnego w nano-obszarach jako metoda, w której Instytut Fizyki UŚ jest liderem - Nanoelektronika -Cienkie warstwy - Struktura atomowa powierzchni, opis, metody badania - Wybrane metody wytwarzania cienkich warstw, przykłady badań cienkich warstw - Układy wielowarstwowe - Struktura elektronowa w materii o zredukowanych wymiarach - Badania struktury elektronowej - Specyfika cienkich warstw metalicznych - Wybrane własności magnetyczne cienkich warstw -Własności fizyczne nanoukładów węglowych i ich zastosowania do przetwarzania informacji • Geometryczne i topologiczne podstawy budowy nanostruktur • Podstawowe własności nanostruktur węglowych • Orbitale molekularne i klasyfikacja fulerenów • Struktura elektronowa fulerenów • Własności elektryczne i magnetyczne nanorurek • Prądy trwałe w nanorurkach i nanotorusach • Grafen i inne nanomateriały węglowe Zastosowania nanostruktur • przetwarzanie informacji - nanoelektronika • komputer kwantowy, dekoherencja • Nanomateriały w innych działach gospodarki Wykład zakończony obowiązkowym egzaminem

Mechanika klasyczna i kwantowa ,Wstęp do f. atomowej i molekularnej, Wstęp do fizyki fazy skondensowanej

Nanocharacterisation (A.I. Kirkland, J.L. Hutchison, Eds.), The Royal Society of Chemistry, UK 2007 Springer Handbook of Nanotechnology (Bharat Bhushan Ed.), 2004, 2007, Springer Science+Business Media, Inc Springer Handbook of Materials Measurement Methods (Horst Czichos, Tetsuya Saito, Leslie Smith, Eds.), 2006, Springer Science+Business Media, Inc Andrew J. Lee, Christoph Walti. 01 Dec 2015, Studying Biologically Templated Materials with Atomic Force Microscopy from: Nanomaterials A Guide to Fabrication and Applications, CRC Press A. Vaseashta, I.N. Mihailescu, Functionalized Nanoscale Materials, Devices and Systems, 2008 Springer Science + Business Media B.V. Magnetic Nanostructured Materials From Lab. to Fab, Edited by A. A. El-Gendy, J.M. Barandiarán and R. L. Hadimani, Elsevier 2018 Stefan Hüfner, Photoelectron Spectroscopy Principles and Applications, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003 John F. Watts, John Wolstenholme, An Introduction to Surface Analysis by XPS and AES, 2003 by John Wiley & Sons Ltd, J. M. D. Coey, Magnetism and Magnetic Materials, 2012 Cambridge University Press Scientific papers selected by the lecturer Polish books K. Kurzydłowski i M. Lewandowska "Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011. R.W. Kelsall, I.W. Hamley, M. Geoghegan, Nanotechnologie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008. K.Kurzydłowski, M. Lewandowska, W. Łojkowski, “Świat nanocząstek” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2016 R. Howland, L.Benatar, STM/AFM Mikroskopy ze skanującą sondą, Warszawa 2002 A. Oleś - Metody doświadczalne fizyki ciała stałego - WNT, W-wa 1998