Detail předmětu

Molekulární materiály

FCH-DCO_MMAk. rok: 2019/2020

Problematika kurzu je zaměřena na perspektivní oblast elektroniky a konstrukce elektronických elementů, ve kterých molekulární látka představuje funkční materiál. Detailně jsou probírány základy molekulové fyziky, elektronové struktury molekulárních, jak nízkomolekulárních tak polymerních, materiálů, generace a transportu náboje, konformačních molekulárních změn v excitovaném stavu, fotovodivosti, injekce a záchytu náboje, optických vlastností molekulárních látek a vlastností kvazičástic - excitonů, solitonů a polaronů. Vztah chemické struktury a fyzikálních a chemických vlastností je aplikován na polymerní isolanty, molekulární polovodiče a syntetické kovy. Fyzikální elektronové procesy jsou diskutovány na molekulární úrovni. Konstrukce molekulárních součástek je diskutována na dvou úrovních, makroskopické (klasické typy elektronických součástek na bázi molekulárních materiálů) a mikroskopické, kde jsou objasněny základní principy elektronických funkcí jednotlivých molekul a možnosti konstrukce elektronických elementů založených na funkci jedné molekuly. Detailně jsou diskutovány principy usměrňovacích elementů, transistorů, optických a fotorefraktivních pamětí, fotodetektorů a elektroluminiscenčních diod.

Výsledky učení předmětu

Znalosti v oblasti elektronových vlastností molekul a molekulárních systémů.

Prerekvizity

Základní znalosti z organické a fyzikální chemie, fyziky pevných látek (základní kurz) a fyziky polovodičů (úvodní kurz).

Doporučená nebo povinná literatura

Malhotra S., Prasad B. L. V., Fraxedas, J., Molecular Materials: Preparation, Characterization, and Applications, CRC Press; 2017 (EN)
Ficoira, F., Santato, C., Organic Electronics: Emerging Concepts and Technologies, Wiley-VCH; 2013 (EN)
Ostroverkhova O., Handbook of Organic Materials for Electronic and Photonic Devices, Woodhead Publishing, 2018 (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: individuální konzultace. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém (LMS Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Předmět je zakončen ústní zkouškou.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

Problematika kurzu je zaměřena na perspektivní oblast elektroniky a konstrukce elektronických elementů, ve kterých molekulární látka představuje funkční materiál. Detailně jsou probírány základy molekulové fyziky, elektronové struktury molekulárních, jak nízkomolekulárních tak polymerních, materiálů, generace a transportu náboje, konformačních molekulárních změn v excitovaném stavu, fotovodivosti, injekce a záchytu náboje, optických vlastností molekulárních látek a vlastností kvazičástic - excitonů, solitonů a polaronů. Vztah chemické struktury a fyzikálních a chemických vlastností je aplikován na polymerní isolanty, molekulární polovodiče a syntetické kovy. Fyzikální elektronové procesy jsou diskutovány na molekulární úrovni. Konstrukce molekulárních součástek je diskutována na dvou úrovních, makroskopické (klasické typy elektronických součástek na bázi molekulárních materiálů) a mikroskopické, kde jsou objasněny základní principy elektronických funkcí jednotlivých molekul a možnosti konstrukce elektronických elementů založených na funkci jedné molekuly. Detailně jsou diskutovány principy usměrňovacích elementů, transistorů, optických a fotorefraktivních pamětí, fotodetektorů a elektroluminiscenčních diod.

Elektrické vlastnosti molekul.
Organické izolanty, polovodiče a vodiče.
Molekulární krystaly.
Elektronová struktura molekulových látek.
Excitony, polarony, solitony.
Přenos excitační energie.
Generace a transport náboje.
Základní fotofyzikální a fotochemické procesy.
Fotochromie a fotovodivost.
Vztah chemické struktury a elektronových vlastností molekul.
Diody a transistory.
Makroskopický a mikroskopický přístup ke konstrukci molekulových součástek.
Základní metody charakterizace elektrických parametrů materiálu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program AKREDITACE doktorský, 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný

  • Program DKCP_CHM_4 doktorský

    obor DKCO_CHM_4 , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný

  • Program DPCP_CHM_4 doktorský

    obor DPCO_CHM_4 , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný

  • Program DKAP_CHM_4 doktorský

    obor DKAO_CHM_4 , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný

  • Program DPAP_CHM_4 doktorský

    obor DPAO_CHM_4 , 1. ročník, zimní semestr, 0 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor