České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská. Příloha formuláře C OKRUHY

Transkript

1 Příloha formuláře C OKRUHY ke státním závěrečným zkouškám MAGISTERSKÉ STUDIUM Obor: Studijní program: Aplikace přírodních věd

2 Teorie pevných látek 1. Vazebné síly v krystalech, kmity krystalové mřížky (akustické a optické větve, fonony), měrné teplo krystalové mřížky. 2. Schrödingerova rovnice pro pevné látky (adiabatická aproximace, jednoelektronová aproximace) Řešení Schrödingerovy rovnice v Hartreeho-Fokově aproximaci, Blochova teorie pohybu elektronů v periodickém poli krystalu. 3. Základní metody výpočtu pásové elektronové struktury, Fermiho plochy, tenzor efektivní hmotnosti, Wannierova teorie pohybu elektronu v porušeném periodickém potenciálu. 4. Lokalizované stavy elektronů v krystalech, vlastnosti souboru vodivostních elektronů ve statistické rovnováze. 5. Boltzmannova kinetická rovnice, rozptyl elektronů na kmitech mřížky a na ionizovaných příměsích, relaxační doba vodivostních elektronů v kovech a polovodičích, základní transportní jevy. 6. Disperze a absorpce elektromagnetického záření v pevných látkách, mezipásové a vnitropásové optické přechody v pevných látkách, Frenkelův a Mottův-Wannierův model excitonů. 7. Polarony v iontových krystalech, Pauliho paramagnetizmus a Landaův diamagnetizmus, cyklotronová rezonance. 8. Fázové přechody 1. a 2. druhu, paramagnetizmus soustav atomů a iontů, Weissova fenomenologická teorie feromagnetizmu, Neélova teorie molekulárního pole antiferomagnetik a ferimagnetik, krystalové struktury antiferomagnetik a ferimagenetik, Heisenbergova kvantová teorie feromagnetizmu, spinvlnová teorie feromagnetizmu. 9. Teplotní závislost magnetizace a tepelná kapacita feromagnetik, různé druhy magnetických uspořádání a jejich studium neutronovou difrakcí. 10. Základní metody matematického modelování kondenzovaných látek: DFT, MD, mesoškálové modelování. 11TPL1,2 Teorie pevných látek 1, 2 11MAGN Fyzika magnetických látek 11SIPL Počítačové simulace kondezovaných látek 11STPL Seminář z teorie pevných látek 11FPPL Fázové přechody v pevných látkách

3 Fyzika pevných látek 1. Vlastní polovodič, příměsový polovodič, částečně kompenzovaný a degenerovaný, teplotní závislost pohyblivosti nosičů, Hallův jev, magnetoodporový jev, termoelektrický, Peltierův a termomagnetický jev. 2. Vedení proudu v polovodičích při velmi nízkých teplotách, vodivost v příměsových pásech a vodivost přeskokem elektronů, vliv vysokých elektrických polí na přenos náboje v polovodiči, elektrony a díry v nerovnovážném stavu, ambipolární pohyblivost, difúzní délka. 3. Kinetika rekombinačních dějů, fotoelektrické vlastnosti polovodičů, mechanizmy fotoelektrické vodivosti. 4. Nehomogenní polovodičové systémy, Boltzmannova rovnováha, vnitřní elektrické pole, přechod PN, strmý, pozvolný, kontakt kov polovodič. 5. Mechanizmy polarizace dielektrik, fyzikální význam a určování složek relativní permitivity, Kramersovy Kronigovy relace, optické vlastnosti dielektrik v infračervené oblasti spektra, foton elektronová interakce, optické vlastnosti dielektrik v ultrafialové a viditelné oblasti spektra, foton elektronová interakce. 6. Hlavní a vázané jevy v dielektrikách z hlediska termodynamické teorie, průraz dielektrik, fázové feroelektrické přechody, měkký mód, doménová struktura feroelektrik. 7. Šíření elmg. vln v látkovém prostředí, chování vln na rozhraní dvou prostředí, Fresnelovy rovnice, optické vlastnosti jednoosých a dvojosých krystalů, lom světla na rozhraní vzduch anizotropní prostředí, zpožďovací destičky, nelineární optika, šíření elmg. vln generovaných nelineárními polarizačními vlnami, vlnová synchronizace. 8. Optické vlastnosti kovů, plazmová reflexní hrana, fenomenologická teorie elektrooptických a piezo-optických vlastností krystalů, elektro-, magneto- a akusto-optický jev, elektro- a magneto-optické modulátory světla, akusto-optické detektory světla. 9. Kovová mřížka, uspořádané a neuspořádané systémy, bodové poruchy v kovech, difuze, dislokace v jednoduchých mřížkách a jejich pohyb, krátko- a dalekodosahové interakce dislokací, tuhnutí čistých kovů a binárních slitin, eutektické a peritektické přeměny, přeměny v pevné fázi, bezdifuzní fázové transformace, rekrystalizace. 10. Luminiscence, model konfiguračních křivek, průběh emisních a excitačních spekter, optika termodynamicky nerovnovážných prostředí, lasery. 11KOV Fyzika kovů 11DIEL Fyzika dielektrik 11POL1,2 Fyzika polovodičů 1, 2 11KO Kovové oxidy 11OPT Optická spektroskopie pevných látek

4 Struktura a vlastnosti krystalů 1. Makroskopická souměrnost krystalů bodové grupy a krystalové soustavy, krystalové mřížky, reciproká mřížka, souměrnost krystalových struktur. 2. Atomové a iontové poloměry, koordinační čísla, polytypie, izomorfie, polymorfie 3. Tuhé roztoky, intersticiální sloučeniny a intermediální fáze, kapalné roztoky, příklady závislostí fyz. a mech. vlastností krystalů na struktuře. 4. Základy teorie difrakce rentgenového záření, využití absorpce rentgenového záření. 5. Metody studia struktury monokrystalů, práškových a polykrystalických látek, definice a experimentální určení hlavních charakteristik difrakčních linií rentgenogramů polykrystalických látek. 6. Vybrané aplikace difrakčních metod (určení hustoty, stanovení typů tuhých roztoků, identifikace hyperstruktury, určení tloušťky tenkých vrstev, rentgenová dilatometrie). 7. Kvalitativní a kvantitativní difrakční fázová analýza. 8. Rentgenová tenzometrie, metody určování velikosti koherentních oblastí a mikroskopických napětí, princip difrakčního studia textur. 9. Aplikace monokrystalových metod (orientace krystalů, měření mřížkových parametrů, analýza dokonalosti krystalů). 10. Základní charakteristiky metod elektronové a neutronové difrakce. 11PSPL Praktikum ze struktury pevných látek 11CHA Chemické aspekty pevných látek 11AND Aplikace neutronové difrakce 11DMSB Difrakční metody strukturní biologie 11DAN Difrakční analýza napětí

5 Fyzika nízkých teplot a supravodivost 1. Zkapalňování plynů (Jouleův Thompsonův jev, adiabatické expanze, princip heliového zkapalňovače), adiabatická demagnetizace (princip, paramagnetická a jaderná). 2. Základní vlastnosti 4He (jev supratekutosti), Boseho Einsteinova kondenzace. 3. Dvousložková teorie supratekutého 4He (kritická rychlost), šíření vlnění v kapalném 4He (1., 2., 3., a 4. zvuk). 4. Základní vlastnosti kapalného 3He (Pomerančukovo chlazení), šíření vlnění v kapalném 3He (1. a 0. zvuk), vlastnosti roztoků 3He 4He (rozpouštěcí aparatura). 5. Měření teplot (mezinárodní teplotní stupnice, určování absolutní teploty, typy teploměrů). 6. Kvantový Hallův jev a magnetorezistence, jev Bohma Aharonova (mezoskopické systémy, lokalizace, univerzální fluktuace). 7. Kritické parametry supravodičů (teplota, magnetické pole, proud), Meissnerův jev (demagnetizační faktor, rovnice Londonů, hloubka vniku). 8. Původ supravodivého stavu (jev vzájemného přitahování elektronů, Bardeenova Cooperova Schriferova teorie), tunelování elektronů (kov kov, kov supravodič, supravodič supravodič). 9. Magnetický stav supravodičů II. druhu (víry, magnetický tok nesený víry, pinning, smíšený stav a mezistav), Mercereavův jev (interference vlnových funkcí). 10. Josephsonovy jevy (stejnosměrný, střídavý), aplikace supravodivosti. 11SUPR Supravodivost a fyzika nízkých teplot

6 1. Příprava monokrystalů, epitaxní technologie. Polovodičové materiály a součástky 2. Difúzní procesy v pevných látkách, metody vytváření metalických vrstev. 3. Přechod PN elektrické charakteristiky, metody přípravy, bipolární tranzistor, unipolární tranzistor. 4. Polovodičové struktury s více přechody. 5. Bipolární a unipolární monolitické obvody, konstrukce hybridních integrovaných obvodů. 6. Detektory ionizujícího záření, detektory světla. 7. Polovodičové zdroje světla. 8. Měření rezistivity polovodičů, určování koncentrace nosičů proudu, měření doby života minoritních nosičů. 9. Měření charakteristik struktury MIS, měření koncentračních profilů příměsí. 10. Matematické modelování v polovodičové technice. 11KPS Konstrukce polovodičových součástek 11TVOS Technologie vysokofrekvenčních optoelektronických součástek 11MMPV Měřící metody polovodičů 11DETE Polovodičové detektory 11FYPO1,2 Fyzika povrchů 1, 2 11PCPC Teorie a konstrukce fotovoltaických článků