Teoretický základ 1. týden: Vazba v pevných látkách (kovalentní, iontová, kovová vazba). Slabé interakce (van der Waalsovy síly, vodíková vazba). Energie vazeb a jejich souvislost se základními fyzikálními vlastnostmi. 2. týden: Pásový model pevných látek, vysvětlení vazby a vlastností v kovech a slitinách, iontových a kovalentních pevných látkách, polovodiče. 3. - 4. týden: Rovnovážné a nerovnovážné stavy v taveninách, jejich vliv na přípravu a vlastnosti pevných látek. 5. týden: Krystalické pevné látky, technologie růstu krystalů, základní typy krystalových struktur, úvod do symetrie, prostorové grupy, rentgenová a neutronová difrakce v pevných látkách. 6. týden: Poruchy v krystalech, bodové poruchy, čárové a plošné. 7. týden: Optické vlastnosti pevných látek, jejich význam a možnosti modifikace. 8. týden: Nekrystalické pevné látky. Metody přípravy. Skelný přechod, podchlazená tavenina a její krystalizace. Pásový model skelného stavu. Optické a elektrické vlastnosti skel a možnosti jejich ovlivnění. Aplikace 9. týden: Polovodiče (anorganické), Si, Ge, sloučeniny III-V, II-VI, syntéza-vlastnosti a použití; p-n přechod, integrované obvody, LED, lasery, luminiscence, termoelektrické materiály, fotovoltaické systémy. 10. týden: Zeolity a příbuzné struktury, syntéza a struktury, použití (katalýza, sorbce), mezoporézní alumosilikáty a nové materiály. Binární oxidy a perovskity (syntéza, složení-struktura-vlastnosti (magnetická polarizace, magneto-rezistence, piezoelektrika). 11. týden: Iontově vodivé sloučeniny, slitiny, baterie (anody, elektrolyty, katody), palivové články, zdroje H2. 12. týden: Polovodiče organické (typy, struktura, vlastnosti, hybridní struktury, aplikace, tištěná elektronika). 13. týden: Anorganické nanomateriály a bio-materiály, rozměrovost (0D-2D), příprava nanotub, nanovláken, nanovrstev a nanoteček, přehled vlastností vs. struktura (povrchy), charakterizace, biomineralizace a samo-organizující se struktury.
|
Studenti získají pokročilé znalosti o vazbě v pevných látkách, o jejich struktuře a vybraných vlastnostech. Měli by získat zkušenost v hodnocení vzájemného vztahu struktura-vlastnosti. V aplikační rovině dostanou přehled o struktuře, chemických a fyzikálně chemických vlastnostech, syntéze a použití vybraných skupin materiálů, např. anorganické a organické polovodiče, iontově vodivé sloučeniny, anorganické nanomateriály, zeolity.
Student bude schopen díky pokročilému teoretickému základu kriticky hodnotit vlastnosti jednotlivých typů pevných látek a nalézat vzájemnou relaci mezi strukturou a jejich fyzikálními vlastnostmi. Zároveň získá i základní orientaci v technologii výroby a v použití jednotlivých materiálů.
|
-
Cotterill, Rodney. The material world. Cambridge: Cambridge University Press, 2008. ISBN 978-0-521-45147-5.
-
Kraus, Ivo. Elementární fyzika pevných látek. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2011. ISBN 978-80-01-04931-0.
-
Smart, Lesley E. Solid state chemistry : an introduction. Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis, 2012. ISBN 978-1-4398-4790-9.
-
Tilley J.D.R. Understanding of Solids: The Science of Materials. John Wiley & Sons, Ltd., West Sussex, 2004.
-
Tilley, R. J. D. Colour and the optical properties of materials : an exploration of the relationship between light, the optical properties of materials and colour. Chichester: Wiley, 2011. ISBN 978-0-470-74696-7.
-
West A. R. Solid State Chemistry and its Applications, 2nd Edition. Chichester: UK, 2014. ISBN 978-1-119-9.
|