Set of Diploma Courses I: Spectroscopic and Microscopic Methods Kierunek studiów: Fizyka
Kod programu: W4-S2FZA22.2022

I. Metody spektroskopowe 1. Rodzaje spektroskopii, budowa elektronowa atomów i cząsteczek, przejścia elektronowe, oscylacje i rotacje, reguły wyboru, widma absorpcyjne. 2. Spektrometria i spektrometry UV/VIS, analiza jakościowa i ilościowa. 3. Spektroskopia absorpcji w podczerwieni (IR) i rozpraszania Ramana (RS) - podstawowe zagadnienia związane ze spektroskopią oscylacyjną i możliwościami wykorzystania tych metod spektroskopowych do nanomateriałów. 4. Wprowadzenie do spektroskopii fotoemisji rentgenowskiej (XPS) lub wzbudzanej promieniowaniem ultrafioletowym (UPS), spektrometrii masowej jonów wtórnych (SIMS, SNMS, ToF SIMS), spektroskopii elektronów Augera (AES). II. Metody mikroskopowe 1. Podstawy mikroskopii elektronowej: skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) i transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM) 2. Metody analizy nanostruktur - techniki skanowania: skaningowa mikroskopia tunelowa (STM) i mikroskopia sił atomowych (AFM): • Tunelowanie w aranżacji powierzchni przewodzącej końcówkę. Model Tersoffa-Hamana dla niskiego i wysokiego napięcia. • Wprowadzenie do teorii mikroskopii sił atomowych. Stała Hamakera. • Rodzaje mikroskopii sond skanujących i ich zastosowanie w fizyce, chemii, biologii, medycynie i inżynierii materiałowej. • Budowa skaningowej mikroskopii tunelowej, rozdzielczość, stabilność i ograniczenia. • Mikroskopia sił atomowych - podobieństwa i różnice w porównaniu ze skaningową mikroskopią tunelową. • Dominująca rola metod mikroskopii sił atomowych we współczesnych badaniach właściwości powierzchni z rozdzielczością atomową. • Mikroskopia sił atomowych w badaniach lokalnego przewodnictwa elektrycznego i jej zastosowanie do analizy procesów rezystywności przełączania w skali nano Podczas wykładów i konwersacji studenci zapoznają się z podstawowymi zagadnieniami związanymi z różnymi metodami spektroskopowymi i mikroskopowymi. Podczas pracy laboratoryjnej poznają praktyczne aspekty różnych technik pomiarowych spektroskopii i mikroskopii. Na początku semestru studenci są informowani o metodach badawczych stosowanych na zajęciach laboratoryjnych. Po wykonaniu eksperymentu student przedstawia sprawozdanie zawierające teoretyczne wprowadzenie do problemu; przyjętą metodologię, opis badania, analizę i omówienie wyników oraz ich znaczenie dla podobnych badań. Egzamin obowiązkowy

Znajomość fizyki i matematyki z zakresu studiów licencjackich z fizyki

Literatura: 1. Springer Handbook of Nanotechnology (Bharat Bhushan Ed.), 2004, 2007, Springer Science+Business Media, Inc 2. „Spektrometria UV/VIS w analizie chemicznej” Teresa Nowicka-Jankowska, Elżbieta Wieteska, Krystyna Gorczyńska, Anna Michalik, PWN 1988. 3. „Spektrometria masowa” Włodzimierz Żuk, PWN 1956. 4. „Spektrometria mas” Robert A. W. Johnstone, Malcolm E. Rosse, PWN SA 2001. 5. „Photoelectron Spectroscopy”, S. Huefner, Springer Verlag 2003. 6. 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 7. John F. Watts, John Wolstenholme, An Introduction to Surface Analysis by XPS and AES, 2003 by John Wiley & Sons Ltd, 8. R. Howland, L.Benatar, STM/AFM Mikroskopy ze skanującą sondą, Warszawa 2002