Vedoucí: Prof. RNDr. Rudolf Hrach, DrSc.
Stav práce: volná
Anotace:
Kompozitní vrstvy struktury kov-dielektrikum jsou tvořeny kovovými zrny umístěnými v dielektrické matrici. Vlastnosti takových systémů velmi silně závisejí na koncentraci kovové složky — pro malé koncentrace jsou kovové objekty od sebe zcela izolovány a vrstva má dielektrický charakter, naopak pro velké koncentrace kovové složky se jedná o kovovou vrstvu s dielektrickými oblastmi. Fyzikálně mimořádně zajímavá a i prakticky dobře aplikovatelná je přechodová oblast, kdy se původně izolovaná zrna k sobě přibližují a je možný přenos náboje mezi nimi.
Pro studium procesů nukleace a růstu kovových objektů je velmi vhodné používat kombinaci počítačového modelování a počítačové analýzy experimentálních dat. Vhodné metody počítačové fyziky jsou: metoda molekulární dynamiky pro fázi nukleace, metoda Monte Carlo pro fázi růstu a slévání objektů a metody založené na teorii matematické morfologie a na fourierovské optice pro analýzu obrazu.
Mechanismem přenosu náboje je nejprve tunelový jev a při dalším zvýšení koncentrace kovové složky v kompozitu i přímá ohmická vodivost. Tato oblast se nazývá přechod dielektrikum–kov nebo také perkolační práh a k jejímu studiu lze využít teorii perkolace.
Zásady pro vypracování:
1. Seznámení s problematikou.
2. Navržení modelu růstu vrstev založeného na kombinaci metody molekulární dynamiky a metody Monte Carlo.
3. Generování kompozitních systémů pro různé hodnoty modelových parametrů a vyhodnocování jejich morfologie technikami zpracování obrazu.
4. Studium transportních vlastností vytvořených systémů - nalezení perkolačních trajektorií procházejícího proudu a diskuse vazby mezi tvarem vzniklých vodivostních klastrů, odporem kompozitní vrstvy a její morfologií.
Seznam odborné literatury:
R. Hrach: Počítačová fyzika I, Ústí nad Labem 2003.
R. Hrach: Počítačová fyzika II, Ústí nad Labem 2003.
J. Šimek: Doktorská dizertační práce, MFF UK 2006.
R. Hrach, S. Novák, M. Švec, J. Škvor: Study of Electron Transport in Composite Films below the Percolation Threshold, Lecture Notes in Computer Science 3991 (2006), 806.
M. Švec: Doktorská dizertační práce, MFF UK 2007.
Další literatura po dohodě s vedoucím diplomové práce.