Chemie pevných látek

Sylabus

Kurz je určen pro studenty chemie se zaměřením na pevnou fázi a materiálový výzkum

Úvod, seznámení s probíranou tématikou, vymezení pojmů a způsobů uspořádání hmoty v pevných látkách z hlediska polohy, orientace, periodicity a dosahu takových uspořádání u látek krystalických, kvazikrystalických, parakrystalických, a amorfních s vyčleněním skel a kapalných krystalů(celkem 2 hodiny)

Modulované struktury, souměřitelné a nesouměřitelné, vymezení pojmu kvazikrystalu jako speciálního případu nesouměřitelných polohově modulovaných struktur, kvazikrystalické mřížky jedno, dvoj a trojrozměrné, příprava a fyzikální vlastnosti kvazikrystalů(celkem 3 hodiny)

Kapalné krystaly, nematická, cholesterická a smektická mezofáze, látky s praktickým využitímZákladní představy o sklech, kovová skla (struktura kovových krystalů a skel, příprava a vlastnosti vybraných materiálů)(celkem 1 hodina)

Pevné látky významných fyzikálních vlastností na bázi prvků: elementární polovodiče (fyzikální podstata jevu, vlastní vodivost čistých polovodičů a šířka zakázaného pásu, fotovodivost polovodičů, srovnání s polokovy, příměsová vodivost, donorové a akceptorové stavy, nejdůležitější polovodivé prvky – křemík a germanium)(celkem 2 hodiny)

Pevné látky významných vlastností na bázi oxidů: speciální dielektrika (pyrolelektrika, feroelektrika, antiferoelktrika, piezoelektrika (feroelektrická a neferoelektrická), elektrety, feroelastické látky)(celkem 3 hodiny)

Pevné látky významných vlastností na bázi oxidů: laserové krystaly (fyzikální podstata jevu, neonový, rubínový a neodymový laser)(1 hodina)

Pevné látky významných vlastností na bázi oxidů: supravodiče, fyzikální výklad supravodivosti kovů, Meissnerův jev, prahové křivky, supravodiče 1. a 2. typu, termodynamické vlastnosti látek nad a pod kritickou teplotou, přehled supravodivosti kovů a slitin, oxidy supravodivých vlastností, vrstevnaté perovskity (struktura, k.č. a oxidační stavy Cu, vakance, anomální teplotní kmity, perspektivy dalšího výzkumu, technologie přípravy využitelné formy)(celkem 3 hodiny)

Pevné látky významných vlastností na bázi oxidů: iontové, elektronové a kovové vodiče (fyzikální výklad vodivosti krystalů, vysokoteplotní oxidy Fe a Mn na bázi wüstitu, Mottovy izolanty, alaklické bronzi podobných vlastností)(celkem 1 hodina)

Pevné látky významných vlastností na bázi dalších binárních sloučenin (AIIIBV, chalkogenidy, halogenidy): supermřížky na bázi GaAs (charakteristiky systémů na bázi GaAs, rezonanční jev při tunelování, fotovodivost apod.)(celkem 2 hodiny)

Skla: teorie skelného přechodu (chemicky uspořádaný a statistický kovelentní model) halogenidová a chalkogenidová skla, amorfní polovodiče(celkem 2 hodiny)

Krystalochemické projektování fází s významnými fyzikálními vlastnostmi, příklady(celkem 1 hodina)

Anotace

Struktura pevných látek a uspořádání molekul v různých typech materiálů: ideální krystal, kvazikrystal, parakrystal, nanokrystal, amorfní látka, sklo, kapalný krystal. Materiály důležitých vlastností založené na jednoduchých anorganických látkách: kovová skla, elmentární polovodiče, polární dielektrika (feroelektrika, pyroelektrika, piezoelektrika, antiferoelektrika, elektrety, feroeleastické látky), laserové krystaly, supravodiče, elektronová a iontová vodivost krystalů, Mottovy izolanty, binární polovodiče (supermřížky založené na GaAs, amorfní chalkogenidové a halogenidové polovodiče).

Vztah mezi strukturou a fyzikálními vlastnostmi. Krystalochemické projektování fází s požadovanými vlastnostmi.