Set of Diploma Courses II: Nanophysics and Nanomagnetism Kierunek studiów: Fizyka
Kod programu: W4-S2FZA22.2025

Podczas wykładów student uczy się na kierunkach: 1. Ilościowy opis struktury krystalicznej nanomateriałów • Wyznaczanie rozkładu wielkości nanokrystalitów metodą dyfrakcji rentgenowskiej - analiza kształtu pików dyfrakcyjnych, ograniczenia metody, estymacja i redukcja błędów pomiarowych • Pomiar wielkości krystalitów metodą dyfrakcji rentgenowskiej – metoda Scherrera, metoda Williamsona-Halla • Oznaczanie struktury cienkich warstw metodą odbicia promieni rentgenowskich • Rozpraszanie przez układy strukturalnie nieuporządkowane – funkcja korelacji par – definicje, metody określania i interpretacja • Metody analizy nanostruktur, określania wielkości, kształtu i struktury – mikroskopia SEM i TEM – TEM, STEM, HRTEM i cryoTEM 2. Thin films and nanoelectronics • Atomowa struktura powierzchni, opis, metody badań • Metody przygotowania cienkich warstw i przykłady ich badań • Systemy wielowarstwowe • Struktura elektornowa materiałów o zmniejszonych wymiarach • Specyfika cienkich warstw metalicznych • Modyfikacje cienkich warstw – nanoelektronika – metody litograficzne 3. Właściwości fizyczne nanoukładów węglowych i ich zastosowania w przetwarzaniu informacji. • Geometryczne i topologiczne podstawy powstawania nanostruktur • Podstawowe właściwości nanostruktur węglowych • Orbitale molekularne i klasyfikacja fulerenów • Struktura elektronowa fulerenów • Właściwości elektryczne i magnetyczne nanorurek • Grafen i inne nanomateriały węglowe 4. Nanomagnetyzm. • Rodzaje anizotropii magnetycznej, rola powierzchni, mechanizm histerezy w nanomateriałach • Nanocząstki magnetyczne, nanoproszki i nanokompozyty oraz ich właściwości (np. układy rdzeń-powłoka, zjawisko polaryzacji wymiany). Wpływ wielkości cząstek na właściwości magnetyczne • Superparamagnetyzm i magnetyzm 2D (model Stonera-Wohlfartha, przykłady) • Właściwości magnetyczne cienkich warstw i materiałów magnetycznych 2D do zastosowań spintronicznych (magnetoopór, zawory spinowe, pseudo-zawory spinowe, spin transfer torque) Na wykładach zostaną przedstawione podstawowe idee nanofizyki i bardziej szczegółowe przykłady z tej dziedziny oraz metody badawcze. Wszystkie zagadnienia egzaminacyjne będą dostępne dla studentów. Zostanie użyta skal ocen 2-5 znaków. Egzamin jest obowiązkowy. 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.