Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Nanotudomány

    A tantárgy angol neve: Nanoscience

    Adatlap utolsó módosítása: 2019. január 7.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki szak

    MSc képzés

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIETMA07 2 4/0/0/f 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Bonyár Attila,
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Bonyár Attila

    egyetemi docens

    Elektronikai Technológia Tsz

    Dr. Sántha Hunor

    egyetemi docens

    Elektronikai Technológia Tsz

    Reichardt András

    tanársegéd

    Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tsz

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Fizika, Elektronikai technológia és anyagtudomány

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIETM114", "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIETM114", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    7. A tantárgy célkitűzése A nanotechnológia elméleti megalapozása. A 0,2…100 nm-es tartományba tartozó rendszerek vizsgálata. Jelenségek szerves és szervetlen rendszerekben, amelyek rendszerek néhány száztól néhány millió atomból állhatnak. A tantárgy elméletileg megalapoz egy nanotechnológia jellegű tárgyat.
    8. A tantárgy részletes tematikája

    Az előadások tematikája heti bontásban:

    1          Bevezetés. A nanotudomány által használt fogalmak definiálása. A nano mint mérettartomány. A fizikai tulajdonságok megváltozása a nano-méretskálán (újdonságok a nanovilágban). Az anyagok felépítése, bottom-up megközelítésben.

    2          A geometriai skálázás hatásai. A top-down tervezés skálázási problémái. Makroszkopikus fizikai jellemzők (mechanikai, elektromos, egyéb), ezek mikroszkopikus értelmezése.

    3          Szilárdtest fizikai alapok. Alapvető kvantummechanikai jelenségek, problémák és megoldásuk.

    4          Transzportfolyamatok, Boltzmann Transzport Egyenlet. Diffúzió nanoméretekben. Félvezetők elmélete, a szilárdtest alapú eszközök modellezéséről. Quantum-dot alapú elektronika.

    5          Egy-, két- és háromdimenziós nanoobjektumok. Nanostruktúrák osztályozása anyaguk alapján, az egyes csoportok fő „nano” jellegzetességei (fémek, elemi félvezetők, vegyület félvezetők, oxidok, stb.).

    6          Nanoszerkezetek, nanoanyagok előállítási módszerei: gőzfázisú és szilárdfázisú eljárások.

    7          Előállítási technológiák folytatás: folyadékfázisú módszerek, önszerveződő rendszerek (self-assembly). A nanolitográfia lehetőségei.

    8          A szén allotrop módosulatai (gyémánt, grafit, fullerének, nanocsövek, grafén). Kristálytani leírás. Szilárdtestfizikai jellemzők. Előállítási technológiák.

    9          A nanocsövek és grafén alkalmazási területei: Elektronikai (passzív és aktív) építőelemek. Szén alapú kompozitok, ezek mechanikai tulajdonságai. Grafén alapú elektronika (víziója), a grafén alkalmazása kijelzőkben. Nanocsövek alkalmazása a szenzorikában.

    10      Különleges anyagi rendszerek. Biomolekulák. A DNS mint nano-építőelem. A fehérjék felépítése. Szerves és szervetlen nanorendszerek együttműködése. A bioszenzorika alapjai.

    11      Nanoanyagok vizsgálati lehetőségei – áttekintés. A mikroszkópos eljárások alapjai, a felbontóképesség korlátai az egyes eljárásoknál.

    12      A pásztázó és transzmissziós elektronmikroszkópia (SEM és TEM) alapjai. A pásztázó tűszondás mikroszkópia (SPM) alapjai. Atomerő mikroszkópia (AFM).

    13      Haladó SPM eljárások. Erőtér mikroszkópiák (elektrosztatikus, mágneses, Kelvin, stb.). Mechanikai tulajdonságok mérése a nano-méretskálán. Optikai közeltér-mikroszkópia.

    14      Spektroszkópiai módszerek (SEM-EDS, XRF, XPS, AES, Raman-spektroszkópia, SERS, FT-IR) alapjai, az egyes eljárások előnyei, hátrányai.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadás.

    10. Követelmények

    A szorgalmi időszakban 2 zárthelyi dolgozatot íratunk a 7., illetve a 14. hetekben.  Az aláírás megszerzésének feltételen mindkét zárthelyi dolgozat elégséges szintű teljesítése.

    11. Pótlási lehetőségek

    A zárthelyi dolgozatok pótlására, a pótlási héten van lehetőség. Pót-pót ZH főszabály szerint nincs.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Igény szerint, az előadókkal előre egyeztetett időpontban, folyamatosan.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Mojzes I. Molnár L.M.: Nanotechnológia. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2007.

    Konczos Géza: Bevezetés a nanoszerkezetű anyagok világába

    Bhushan, Bharat: Handbook of Nanotechnology (Spinger)

    Bharat Bhushan: Handbook of Micro/Nano Tribology (CRC)

    http://www.nanotechnology.hu/

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Készülés előadásokra
    28
    Készülés gyakorlatokra
     0
    Készülés laborra
     0
    Felkészülés zárthelyire 32
    Házi feladat elkészítése0
    Önálló tananyag-feldolgozás
    4
    Vizsgafelkészülés  0
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Név:Beosztás:Tanszék, Int.:
    Dr. Mojzes Imre

     

    Egyetemi tanár

     

    Elektronikai Technológia Tanszék