Experimentální metody fyziky kondenzovaných soustav I - NFPL145

• Anglický název: Experimental Methods of Condensed Systems Physics I
• Zajišťuje: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 9
• Rozsah, examinace: zimní s.:3/3, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Další informace: http://www.xray.cz/FPL145
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: prof. RNDr. Radomír Kužel, CSc.; doc. Mgr. Jaroslav Kohout, Dr.; prof. RNDr. Miloš Janeček, CSc.
• Vyučující: Mgr. Martin Adamec; RNDr. Ivana Císařová, CSc.; prof. Mgr. Jakub Čížek, Ph.D.; RNDr. Milan Dopita, Ph.D.; doc. Mgr. Jan Hanuš, Ph.D.; doc. RNDr. Vojtěch Chlan, Ph.D.; prof. RNDr. Miloš Janeček, CSc.; RNDr. Tomáš Kmječ, Ph.D.; doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.; RNDr. Petr Křišťan, Ph.D.; prof. RNDr. Radomír Kužel, CSc.; doc. RNDr. Jan Lang, Ph.D.; prof. RNDr. Karel Mašek, Ph.D.; Mgr. Václav Římal, Ph.D.; RNDr. Jitka Stráská, Ph.D.; RNDr. Michaela Šlapáková, Ph.D.; RNDr. Mária Šoltésová, Ph.D.; prof. RNDr. Helena Štěpánková, CSc.; RNDr. Klára Uhlířová, Ph.D.
• Třída: Fyzika
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Fyzika pevných látek

Anotace

čeština

Experimentální metody studia složení, atomové a elektronové struktury látek. Rtg difrakce na monokrystalech a polykrystalických materiálech. Elektronová difrakce a elektronová transmisní a skenovací mikroskopie. Studium struktury a složení povrchů, Povrchové mikroskopie. Jaderné metody – NMR, pozitronová anihilační spektroskopie, Mössabuerova spektroskopie. V předmětu jsou uvedeny principy a charakteristiky jednotlivých metod, jejich možnosti a případná omezení. V praktické části budou studenti seznámeni s typickými demonstračními úlohami k jednotlivým skupinám metod.

Poslední úprava: T_KFES (14.05.2014)

angličtina

Experimental methods of element and phase analysis, atomic and electronic structure of the matter. Diffraction, spectroscopy, microscopy, particle scattering. Surface microscopies. Nuclear methods. Principles, characteristics, possibilities and limitations of the methods. In practical part - typical experiments to individual groups of methods.

Poslední úprava: T_KFES (14.05.2014)

Cíl předmětu

čeština

Metodická a demonstrační cvičení k exper. přednáškám.

Poslední úprava: T_KFNT (11.04.2008)

angličtina

Methodical and exhibitional excercises to experimental lectures.

Poslední úprava: T_KFNT (11.04.2008)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Předmět je zakončen ústní zkouškou. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je zápočet. K zápočtu je nutná účast na praktické části výuky a vypracování požadovaných referátů ze zadaných úloh. Referát se odevzdává jeden za skupinu (ve skupině 1-3 studenti).

Poslední úprava: Štěpánková Helena, prof. RNDr., CSc. (14.06.2019)

angličtina

Oral exam. For the examination the credit from practical part is necessary. For the credit, participation at practical parts of the subject is required. From selected tasks, a written report is required (for a group of 1-3 students).

Poslední úprava: Kužel Radomír, prof. RNDr., CSc. (12.05.2022)

Literatura

čeština

Václav Valvoda, Milena Polcarová, Pavel Lukáč: Základy strukturní analýzy. Univerzita Karlova. Praha 1992.

Ivo Kraus: Úvod do strukturní rentgenografie. Academia. Praha 1985.

Experimentální techniky v rentgenové a neutronové strukturní analýze. Krystalografická společnost. Praha 1994. ed. R. Kužel.

Miroslav Karlík, Úvod do transmisní elektonové mikroskopie, České vysoké učení technické, 2011, ISBN: 978-80-01-04729-3

B. Voigtlaender: Atomic Force Microscopy and Scanning Tunneling Microscopy, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015

D .B. Williams , C.B. Carter: Transmission electron microscopy - A textbook for materials science, Plenum Press, NY, 1996

L. Reimer: Scanning electron microscopy – Physics of image formation and microanalysis, Springer, Berlin Heidelberg, 1985

J. Goldstein, et. al: Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis, Springer, Berlin Heidelberg, 2007

V. Hulínský, K. Jurek: Zkoumání látek elektronovým paprskem, V. Hulínsky, SNTL, Praha 1982

Metody analýzy povrchů - Elektronové spektroskopie , editor L. Eckertová, Academia, 1990

Metody analýzy povrchů - Iontové, sondové aspeciální metody , editoři L. Frank, J. Král, Academia, 2002

Practical Surface Analysis, by Auger and Photoelectron Spectroscopy, ed. D. Briggs and M.P.Seah, Wiley, 1983

Practical Surface Analysis, second edition, Volume 2, Ion and Neutral Spectroscopy, ed. D. Briggs and M.P.Seah, Wiley, 1992

John F. Moulder, Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy: A Reference Book of Standard Spectra for Identification and Interpretation of XPS Data, Physical Electronics Division, Perkin-Elmer Corporation, 1992

G. Beamson and D. Briggs, High resolution XPS of organic polymers : the Scienta ESCA300 database,Wiley, 1992

C. P. Slichter, Principles of magnetic resonance, Springer 1990

Bernhard Blumich, Essential NMR, Springer 2005

Poslední úprava: Štěpánková Helena, prof. RNDr., CSc. (14.06.2019)

Požadavky ke zkoušce

Zkouška je ústní se zadáním dvou otázek z probírané tématiky a možností přípravy na místě. Dále pak jsou možné doplňující krátké otázky. Zkouší zpravidla více vyučujících.

Ke zkoušce je vyžadován zápočet.

Poslední úprava: Kužel Radomír, prof. RNDr., CSc. (06.10.2017)

Sylabus

čeština

Růst krystalů

Metodika růstu krystalů, kovové krystaly, sloučenina a slitina, kongruentní a nekongruentní fáze, výhody a omezení jednotlivých metod, volba metody Růst krystalu intermetalické sloučeniny Czochralského metodou

Difrakční metody

Difrakce rtg záření na monokrystalech - určování struktury krystalů, orientace monokrystalu, posouzení kvality monokrystalu Laueova metoda, orientace monokrystalu nebo Určování struktury (exkurze na PřF UK) Difrakce rtg záření na polykrystalických materiálech - informace v práškovém difraktogramu, určování mřížových parametrů, identifikace fází, analýza profilů za účelem studia reálné struktury, studium textur a napětí Určení mřížových parametrů nebo Fázová analýza

Elektronová mikroskopie a difrakce

Transmisní elektronová mikroskopie - metody zobrazení v TEM, elektronová difrakce a její užití pro stanovení orientace, kontrast v EM Stanovení chemického složení fází - EDAX, Fázová analýza Rastrovací elektronová mikroskopie - principy vzniku signálu v SEM, interakce elektronů s PL, topografický a kompoziční kontrast

Rastrovací tunelová mikroskopie

Fyzikální principy mikroskopických metod s rastrující sondou v blízkém poli. ktické seznámení s rastrovací tunelovou mikroskopií (STM). Účast na přípravě experimentu s využitím STM pro studium adsorbátu kovu na orientovaném povrchu Si s atomárním rozlišením.

Ramanova a IČ spektroskopie

Elektronové a iontové spektroskopie pro zkoumání povrchů

XPS, AES, UPS, EELS, XPD, ISS, SIMS. Zkoumání povrchů metodami elektronových a iontových spektroskopií - přehled. Energetické analyzátory pro elektronové a iontové spektroskopie. Technické vybavení aparatur pro výzkum povrchů Fyzikální principy metod a příklady jejich použití.

Jaderné metody studia kondenzovaných látek - přehled.

Hyperjemné interakce – původ, projevy. Využití jaderných metod pro studium atomové, elektronové a magnetické struktury, příklady aplikací. Jaderná magnetická a kvadrupólová rezonance v pevných látkách. Jaderná magnetická rezonance vysokého rozlišení. Pozitronová anihilace. Moessbauerova spektroskopie.

Poslední úprava: Kužel Radomír, prof. RNDr., CSc. (23.05.2006)

angličtina

Crystal growth

Methods of crystal growth, metal crystals, compound and alloy, congruent and non-congruent phase, advantages and limitations of individual methods, choice of method Crystal growth of intermetallic compound by Czochralski method

Diffraction methods

Single crystal X-ray diffraction - crystal structure determination, crystal orientation, estimation of crystal quality Laue method, orientation of single crystal or crystal structure determination Powder diffraction - information in powder pattern, lattice parameters determination, phase analysis, profile analysis for real structure study, textures and stresses Lattice parameter determination or phase analysis

Electron microscopy and diffraction

Transmission electron microscopy - methods of visualization in TEM, electron diffraction and its use for orientation determination, contrast in EM Elemental and phase analysis Scanning microscopy - origin of signal in SEM, interaction of electrons in solids, topographic and compositional contrast

Scanning tunneling microscopy -STM

Physical principles of microscopic methods with scanning probe in near field. Practical task with STM. Preparation of STM experiment for study of metal adsorbate on oriented Si surface.

Raman and Infrared spectroscopy

Electron and ion spectroscopies for studies of surfaces

XPS, AES, UPS, EELS, XPD, ISS, SIMS. Surface investigations by electron and ion spectroscopies - review. Energy analysers. Technical equipment for study of surfaces. Physical principles of methods and examples of applications.

Nuclear methods of study of solids - review.

Hyperfine interactions - origin, effects. Use of nuclear methods fro study of atomic, electronic and magnetic structure, examples of applications. Nuclear magnetic resonance and quadrupole resonance in solids. High resolution nuclear magnetic resonance. Positron annihilation. Moessbauer spectroscopy.

Poslední úprava: Kužel Radomír, prof. RNDr., CSc. (23.05.2006)