Fyzikální inženýrství - katedra inženýrství pevných látek
Oblast: Teorie pevných látek
- Vazebné síly v krystalech, kmity krystalové mřížky (akustické a optické větve, fonony), měrné teplo krystalové mřížky.
- Schrödingerova rovnice pro pevné látky (adiabatická aproximace, jednoelektronová aproximace) Řešení Schrödingerovy rovnice v Hartreeho-Fokově aproximaci, Blochova teorie pohybu elektronů v periodickém poli krystalu.
- Základní metody výpočtu pásové elektronové struktury, Fermiho plochy, tenzor efektivní hmotnosti, Wannierova teorie pohybu elektronu v porušeném periodickém potenciálu.
- Lokalizované stavy elektronů v krystalech, vlastnosti souboru vodivostních elektronů ve statistické rovnováze.
- Boltzmannova kinetická rovnice, rozptyl elektronů na kmitech mřížky a na ionizovaných příměsích, relaxační doba vodivostních elektronů v kovech a polovodičích, základní transportní jevy.
- Disperze a absorpce elektromagnetického záření v pevných látkách, mezipásové a vnitropásové optické přechody v pevných látkách, Frenkelův a Mottův-Wannierův model excitonů.
- Polarony v iontových krystalech, Pauliho paramagnetizmus a Landaův diamagnetizmus, cyklotronová rezonance.
- 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.
- Teplotní závislost magnetizace a tepelná kapacita feromagnetik, různé druhy magnetických uspořádání a jejich studium neutronovou difrakcí.
- Základní metody matematického modelování kondenzovaných látek: DFT, MD, mesoškálové modelování.
Oblast: Fyzika pevných látek
- Vazebné síly v kondenzovaných látkách – iontová, kovalentní, kovová, Van der Waalsova, vodíková.
- Struktura a poruchy kondenzovaných látek – makroskopická souměrnost krystalů, krystalové mřížky, kapalné krystaly, nanokrystaly, amorfní látky, strukturní defekty, difuze.
- Mechanické vlastnosti pevných látek – elastická a plastická deformace, dynamika dislokací, tvárnost a pevnost pevných látek.
- Kmity atomů v krystalických pevných látkách – akustické a optické větve vibračních vln, fonony.
- Tepelné vlastnosti pevných látek – tepelná kapacita, tepelná roztažnost a tepelná vodivost krystalické mřížky,
- Elektronová struktura pevných látek – základní vlastnosti vlnových funkcí a energetického spektra elektronů v periodickém elektrickém poli krystalů.
- Fyzika kovů – kovová mřížka, uspořádané a neuspořádané systémy, bodové poruchy v kovech, difuze, dislokace v jednoduchých mřížkách a jejich pohyb, krátko- a dalekodosahové interakce dislokací. Model volných elektronů, elektrické, magnetické, optické a tepelné vlastnosti, supravodivost. Plazmová reflexní hrana, fenomenologická teorie elektro-optických a piezo-optických vlastností krystalů, elektro-, magneto- a akusto-optický jev.
- Fyzika dielektrik – orientační, iontová a elektronová polarizace, optické vlastnosti, feroelektrika, fázové přechody, Kramersovy – Kronigovy relace, šííření elmg. vln v látkovém prostředí, Fresnelovy rovnice, nelineární optika, luminiscence.
- Fyzika polovodičů – vlastní a příměsové polovodiče, elektrická vodivost, Hallův jev, kontaktní jevy, PN přechody, fotoelektrické vlastnosti, povrchové vlastnosti, tranzistory.
- Experimentální metody studia pevných látek – rentgenografická, elektronová a neutronová difrakční analýza, Ramanova spektroskopie, metody studia struktury a chemického složení povrchů pevných látek, základní metody přípravy a vlastnosti tenkých vrstev a multivrstvých struktur.