Structure of solids and arrangement of molecules in different kinds of materials: ideal crystals, quazicrystals, paracrystals, nanocrystals, amorphous solids, glass, liquid crystals. Materials of imortant properties based on simple inorganic compounds: metal glass, elemetal semiconductors, polar dielectrics (ferroelctrics, pyroelectrics, piezoelectrics, antiferroelectrics, electrects, ferroelastic materials), laser crystals, superconductors, electron and ionic conductors, Mott insulators, binary semicoductors (superlattices based on GaAs, amorphous chalcogenide and halide semiconductors). Relation between structure and physical properties. Crystallochemical design of crystal phases with desired properties.
The course is designed for Master and PhD students.
Last update: Kubíček Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (11.01.2012)
Struktura pevných látek a uspořádání molekul v různých typech materiálů: ideální krystal, kvazikrystal, parakrystal, nanokrystal, amorfní látka, sklo, kapalný krystal. Materiály důležitých vlastností založené na jednoduchých anorganických látkách: kovová skla, elmentární polovodiče, polární dielektrika (feroelektrika, pyroelektrika, piezoelektrika, antiferoelektrika, elektrety, feroeleastické látky), laserové krystaly, supravodiče, elektronová a iontová vodivost krystalů, Mottovy izolanty, binární polovodiče (supermřížky založené na GaAs, amorfní chalkogenidové a halogenidové polovodiče). Vztah mezi strukturou a fyzikálními vlastnostmi. Krystalochemické projektování fází s požadovanými vlastnostmi.
Last update: Havlíček David, doc. RNDr., CSc. (09.11.2010)
Literature -
Charles Kittel, Úvod do fyziky pevných látek, Academia Praha, 1985
Anthony R. West, Solid State Chemistry, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 2014
Last update: Kubíček Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (26.10.2019)
Charles Kittel, Úvod do fyziky pevných látek, Academia Praha, 1985
Anthony R. West, Solid State Chemistry, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 2014
Last update: Havlíček David, doc. RNDr., CSc. (05.02.2019)
Requirements to the exam -
The exam is oral. Required knowledges are given by sylabus.
Last update: Kubíček Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (26.10.2019)
Ústní zkouška dle okruhů uvedených v syllabu
Last update: Havlíček David, doc. RNDr., CSc. (25.04.2012)
Syllabus -
The course is for chemistry students with focussation on solid compounds and material science
Introduction, particle arrangement in solid compounds from the point of view of position, orientation, periodicity and range of these arrangements in crystalline, quazicrystalline, paracrystalline and amorphous compounds incl. glasses and liquid crystals. (2 hrs)
Moduled structures, quazicrystals, one-, two- and threedimensional quzicrystal lattices, preparation and physical properties (3 hrs)
Liquid crystals, different types of mesophases and its use. Metal glasses, structure of metal crystals and glasses, preparation and physical properties. (1 hr)
Elemetal semiconductors. Explanation of physical base, band structure, photoconductivity, silicon and germanium. (2 hrs)
Special dielectrics. Pyroelectrics, feroelectrics, antiferoelectrics, piezoelectrics, electrets, feroeleasticity. (3 hrs)
Ionic, electron and metal conductors. Explanation of crystal conductivity. Mott insulators. (1 hr)
Binary semiconductors, superlattices based on GaAs.Explanation of conductivity and photoconductivity. (2 hrs)
Glasses. Theory of glass transition. Halogenide and chalcogenide glasses. Amorphous semiconductors (2 hrs)
Crystallochemical design of phases with desired properties. (1 hr)
Last update: Kubíček Vojtěch, doc. RNDr., Ph.D. (08.10.2013)
Kurz je určen pro studenty chemie se zaměřením na pevnou fázi a materiálový výzkum
Úvod, seznámení s probíranou tématikou, vymezení pojmů a způsobů uspořádání hmoty v pevných látkách z hlediska polohy, orientace, periodicity a dosahu takových uspořádání u látek krystalických, kvazikrystalických, parakrystalických, a amorfních s vyčleněním skel a kapalných krystalů (celkem 2 hodiny)
Modulované struktury, souměřitelné a nesouměřitelné, vymezení pojmu kvazikrystalu jako speciálního případu nesouměřitelných polohově modulovaných struktur, kvazikrystalické mřížky jedno, dvoj a trojrozměrné, příprava a fyzikální vlastnosti kvazikrystalů (celkem 3 hodiny)
Kapalné krystaly, nematická, cholesterická a smektická mezofáze, látky s praktickým využitím Základní představy o sklech, kovová skla (struktura kovových krystalů a skel, příprava a vlastnosti vybraných materiálů) (celkem 1 hodina)
Pevné látky významných fyzikálních vlastností na bázi prvků: elementární polovodiče (fyzikální podstata jevu, vlastní vodivost čistých polovodičů a šířka zakázaného pásu, fotovodivost polovodičů, srovnání s polokovy, příměsová vodivost, donorové a akceptorové stavy, nejdůležitější polovodivé prvky – křemík a germanium) (celkem 2 hodiny)
Pevné látky významných vlastností na bázi oxidů: speciální dielektrika (pyrolelektrika, feroelektrika, antiferoelktrika, piezoelektrika (feroelektrická a neferoelektrická), elektrety, feroelastické látky) (celkem 3 hodiny)
Pevné látky významných vlastností na bázi oxidů: laserové krystaly (fyzikální podstata jevu, neonový, rubínový a neodymový laser) (1 hodina)
Pevné látky významných vlastností na bázi oxidů: supravodiče, fyzikální výklad supravodivosti kovů, Meissnerův jev, prahové křivky, supravodiče 1. a 2. typu, termodynamické vlastnosti látek nad a pod kritickou teplotou, přehled supravodivosti kovů a slitin, oxidy supravodivých vlastností, vrstevnaté perovskity (struktura, k.č. a oxidační stavy Cu, vakance, anomální teplotní kmity, perspektivy dalšího výzkumu, technologie přípravy využitelné formy) (celkem 3 hodiny)
Pevné látky významných vlastností na bázi oxidů: iontové, elektronové a kovové vodiče (fyzikální výklad vodivosti krystalů, vysokoteplotní oxidy Fe a Mn na bázi wüstitu, Mottovy izolanty, alaklické bronzi podobných vlastností) (celkem 1 hodina)
Pevné látky významných vlastností na bázi dalších binárních sloučenin (AIIIBV, chalkogenidy, halogenidy): supermřížky na bázi GaAs (charakteristiky systémů na bázi GaAs, rezonanční jev při tunelování, fotovodivost apod.) (celkem 2 hodiny)
Skla: teorie skelného přechodu (chemicky uspořádaný a statistický kovelentní model) halogenidová a chalkogenidová skla, amorfní polovodiče (celkem 2 hodiny)
