Detail předmětu
Pokročilá materiálová chemie
FCH-MC_PMCHAk. rok: 2023/2024
Předmět si klade za cíl seznámit posluchače s pokročilými vlastnostmi a aplikacemi nekovových materiálů. Zejména je zaměřen na organické polovodiče a další funkční materiály pro použití v oblastech jako jsou organické elektroluminiscenční diody/osvětlovací prvky, organické a habridní solární články, organické polem řízené tranzistory, pevnolátkové lasery a (bio)senzory. Pozornost je také věnována tištěné a hybridní elektronice a fotonice.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Přednáška v rozsahu dvě hodiny týdně pro prezenční studium je zakončena zkouškou. Součástí zkoušky je i obhajoba semestrální práce, kterou studenti zpracují na vybrané téma z oblasti kurzu. Kombinovaná forma výuky je podporována elearningovým kurzem v rámci kterého jsou studentům k dispozici učební opory zahrnující elektronické učební texty, prezentace z přednášek a další.
Učební cíle
Po absolvování předmětu budou studenti vybaveni znalostmi z oblasti materiálové chemie a fyziky nekovových materiálů. Budou seznámeni se základními procesy a jevy, které se v těchto látkách odehrávají a budou rozumět vybraným aplikacím využívajících optických elektrických a dalších vlastností těchto látek.
Základní literatura
eLearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program NPCP_CHCHTE magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinný
- Program NKCP_CHCHTE magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Charakteristika nekovových materiálů: chemická a elektronová struktura nekovových materiálů (elektronová struktura atomů, atomární a molekulové orbitaly, LCAO, vazebné a antivazebné orbitaly, hybridizace orbitalů, HOMO a LUMO hladiny, konjugované molekuly).
Fotofyzikální procesy v organických materiálech – Excitované stavy (absorpce a emise, singletní a tripletní stavy), rychlost elektronových přechodů, přechodový moment, Frank Condonův princip, zářivé a nezářivé přechody, kinetika excitovaných stavů.
Excitonové procesy v organických materiálech – Pevná fáze: vazby stavy hmoty, amorfní a krystalická fáze, excitony, Forester a Dexter přenosy energie, zhášení excitonů.
Molekuly na míru – základní aspekty „ladění“ vlastností molekulárních materiálů.
Kvantově chemické modelování vlastností nekovových materiálů.
Elektrická vodivost molekulárních materiálů - transport nosičů náboje, materiály pro vysokou pohyblivost nosičů náboje, tranzistory.
Fotogenerace nosičů náboje I – fotovoltaický jev, solární články a jejich charakterizace, fotoindukovaný přenos náboje, organické solární články – materiály a konstrukce.
Fotogenerace nosičů náboje II – hybridní solární články: barvivy senzitizované a perovskitové solární články – konstrukce a materiály.
Rekombinace nosičů náboje – luminiscence a elektroluminiscence, materiály pro pevnolátkovou fluorescenci a elektroluminiscenci, konstrukce elektroluminiscenčních diod a osvětlovacích prvků.
Metody studia struktury a vlastností nekovových materiálů – optické, elektrické a optoelektrické metody studia.
Metody přípravy a charakterizace tenkých vrstev.
Závěr – Shrnutí a další vybrané témata Organické elektroniky a fotoniky (aplikace, např. (bio)senzory, nelineárně optické prvky, lasery apod.).
Konzultace v kombinovaném studiu
Vyučující / Lektor
eLearning