RAM_main_banner

ZABÝVÁME SE POKROČILÝMI A KVANTOVÝMI MATERIÁLY

především vhodnými pro ekologickou výrobu a využití energie. Tyto materiály najdou uplatnění v oblasti optoelektroniky, spintroniky, nanomechaniky, mikrosystémové techniky a také fotovoltaiky. Náš mezinárodní tým propojuje získané poznatky z teoretických i experimentálních metod a věří, že v budoucnu by mohly přispět třeba k vývoji kvantových počítačů a dalších revolučních technologií.

POKROČILÉ A KVANTOVÉ MATERIÁLY (RAM)

ČÍM SE ZABÝVÁME?

Zaměřujeme se na základní výzkum a objevování nových funkčních materiálů s tzv. emergentními vlastnostmi. Jsou to neočekáváné vlastnosti, které se objevují na makroskopické úrovni v důsledku interakcí a organizace mikroskopických složek, jako jsou atomy, či molekuly materiálu. Zahrnují například supravodivost, feromagnetismus, topologický řád a kvantové zakotvení. Naším cílem je posunout hranice možností těchto materiálů a aplikovat je ve fotokatalýze, elektrolýze, palivových článcích, fotonice, mikroelektronice a senzorice. Společně tvoříme budoucnost udržitelných a inovativních technologií. 

Co je předmětem našeho zájmu v bodech?:

  • Výzkum a vývoj tenkovrstvých materiálů  s širokou možností použití zejména pro fotovoltaické články, materiály pro fotoniku a mikrosystémovou techniku (v senzorických i aktuátorových mikrostrukturách)
  • Elektronová struktura pevných látek a nízkodimenzionálních systémů
  • Vývoj metod pro výpočty pásové struktury
  • Elektronová struktura materiálů s korelovanými elektrony
  • Elektronové korelace a magnetismus
  • Izolované a deponované magnetické clustery
  • Elektronová spektroskopie s hlavním důrazem na magnetický dichroismus a fotoemisi
  • Kvantové metody a pokročilé materiály
  • Kvantové senzory a detektory
  • Teorie funkcionálu hustoty, Greenova funkce
  • 2D topologické materiály
  • Nové fotoemisní techniky
  • Podílíme se na vývoji softwarového balíku pásmové struktury SPR-KKR, který nám umožňuje vypočítat elektronovou strukturu libovolných 3-D periodických systémů, včetně systémů s chemickou poruchou.

 

RAM_videokezhlednuti

VYBAVENÍ

  • Přístroj SARPES - fotoelektronový emisní spektrometr se spinovým a úhlovým rozlišením, analyzátor elektronů PHOIBOS 150, fotoemise - XPS , SPIN - úhlově rozlišená fotoemise, VUV lampa k SARPES, zásobník vakua
  • Depoziční přístroj – MBE Systém – pro přípravu monokrystalických tenkých vrstev pomocí metody epitaxe z molekulárních svazků (Molecular Beam Epitaxy – MBE)
  • Rentgenová difrakce - automatický difraktometr Panalytical X’Pert Pro, automatický difraktometr Bruker AXS D8 Discover
  • Depozice tenkých vrstev - depoziční systém BOC Edwards TF600, SAMCO PD220N PE-CVD systém, elektrorava PE-CVD multikomorový depoziční systém
  • Elektronová mikroskopie - transmisní elektronová mikroskopie - TEM Jeol JEM-2200FS, skenovací elektronová mikroskopie - EOL JSM-7600F, FEI Quanta 200
  • Optická spektroskopie - atomová spektroskopie - UV/Vis spektrofotometr Specord 210 BU, spektroskopický elipsometr SENTECH SE850
  • Vibrační spektroskopie - FTIR spektrometr NICOLET 380, DXR Ramanův spektrometr
  • Materiálová tiskárna Fujifilm Dimatix DMP-2850
  • Doplňková zařízení - analýza povrchové morfologie - KLA-Tencor P-6 Profilometr, optická mikroskopie - metalografický mikroskop Epiphot 200, charakterizace solárních článků - Solární simulátor Newport Oriel třídy AAA, Měření voltamperových charakteristik solárních článků, měření kvantové účinnosti absorpce světla v polovodičových materiálech
  • Nanoindentace a tribologie - nanoindentor XP se systémem CSM, vysokoteplotní tribometr HT CSEM
  • ezHEMS – Nanomagnetics Instruments – zařízení pro měření Hallova jevu – příslušenství k měření za nízkých a vysokých teplot
  • Mechanická zařízení - LectroPol 5: zařízení pro elektrolytické leštění a leptání
  • Vysokoteplotní vakuová pec
  • Analyzátor chemického složení
  • Výpočetní klastr
  • Pásová precizní diamantová pila - EXAKT 300 CP s příslušenstvím
  • Sušárna UF30plus
  • Magnetické míchadlo Hei-Connect

Nabídka oddělení pokročilých a kvantových materiálů

  • Charakterizace strukturálních, elektronových a optických vlastností materiálů
  • Predikce vlastností materiálů výpočty z prvních principů
  • Elektronová mikroskopie
  • Fotoemise (XPS a ARPES)
  • Nanoindentace, tribologie a morfolofie povrchů

  • Využití:

průmyls (nové materiály, nanostruktury), makroskopie, nanomechaniky, energetika (skladování a správa energie)

Reference

Spolupráce se zahraničními výzkumnými ústavy:
  • University of Cergy - Společná laboratoř a výměna PhD studentů
  • Ludwig-Maximilians-Universität München - Spolupráce na vývoji softwaru SPR-KKR
  • Université de Rennes-1/CNRS - Společná příprava projektů ITN a RISE pro H2020
  • Attolab
Smluvní výzkum:
  • LF UK v Plzni, Plzeň, ČR - XPS měření na titanových materiálech
  • UJP Praha a.s., Praha, ČR - Analýza na na vzorcích ze zirkoniových slitin po oxidaci
  • Diamorph HOB CetrTec s.r.o., Horní Bříza, ČR - Analýza na keramických vzorcích
  • COMTES FHT a.s., Dobřany
Spolupráce s domácími výzkumnými ústavy: 
  • CEITEC Nano Research Infrastructure, Brno, ČR - výzkum materiálů s topologickými vlastnostmi pro bezztrátový přenos  elektrického signálu
  • Fyzikální ústav AV ČR, Laboratoř LNSM (Laboratoř nanostruktur a nanomateriálů), Praha, ČR - výzkum antiferomagnetických materiálů
  • Masarykova univerzita Brno, ČR - výzkum materiálových heterostruktur
  • Univerzita Karlova (Matematicko-fyzikální fakulta, Katedra fyziky povrchů a plazmatu a Katedra fyziky kondenzovaných látek)
  • CATRIN, Czech Advanced Technology Research Institute, Olomouc 
Partnerství:
  • University of Toyama, Graduate School of Science and Engineering for Research, Japonsko (prof. Keisuke Hatada) - Smlouva PARTNERSHIP AGREEMENT
  • Gwangju Institute of Science and Technology (GIST), Gwangju, South Korea (prof. Bongjin Simon Mun) -  Smlouva PARTNERSHIP AGREEMENT
  • Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona, Spain - Smlouva PARTNERSHIP AGREEMENT

aktuální vybrané projekty - ram

Kvantové materiály pro aplikace v udržitelných technologiích "QM4ST" - Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, OP JAK, Priorita 1 – Výzkum a vývoj. Spolufinancováno Evropskou unií, 1. 10. 2023 - 30.6.2028

Projekt se zaměřuje na studium materiálů vykazujících zcela nové vlastnosti vysvětlitelné kvantovou fyzikou, vlastností těchto materiálů jsou ovlivněny kvantovými jevy, jež se vyskytují na úrovni atomů a subatomárních částic jako jsou elektrony a fotony. Tyto jevy ovlivňují chování materiálů v makroskopickém měřítku, což se projevuje jejich neobvyklými vlastnostmi. Příkladem takovýchto materiálů jsou třeba supravodiče, schopné vést elektrický proud bez jakéhokoli odporu, nebo topologické izolátory, které jsou izolátory uvnitř, ale po povrchu vedou elektrický proud.

Kvantové materiály najdou využití nejen v kvantových počítačích, kvantové kryptografii, unikátních senzorech, integrovaných obvodech či energeticky úsporných elektronických zařízeních, ale také v oblasti medicíny či pokročilých biotechnologiích. Mohou mít také zásadní význam pro bezemisní technologie.

MEBIOSIS - Strojní inženýrství biologických a bioinspirovaných systémů – OP JAK Špičkový výzkum – Spolu-finanováno EU – MŠMT – 01. 09. 2023 — 30. 06. 2028


Cílem projektu je posílení mezinárodní spolupráce, rozvoj týmu a realizace špičkového výzkumu za účelem vývoje nové generace ground-breaking strojírenských produktů, které jsou výsledkem konvergence biologické a technologické evoluce.

TWISTnSHINE - Nové kvantové vlastnosti s využitím strukturovaného světla v interakci mezi zářením a hmotou - ERC CZ - MŠMT - 01. 01. 2024 - 31. 12. 2025

Projekt zkoumá kvantové technologie a využití speciálních vlastností světla, jež mohou ovlivnit stav elektronů v určitých materiálech. Česko-francouzský výzkumný tým se bude při zkoumání materiálů konkrétně zabývat takzvanou chiralitou, která se vyskytuje ve fyzických objektech, jež nejsou identické se svým zrcadlovým obrazem. Zjednodušeně si ji lze představit jako rozdíl mezi levou a pravou rukou. Projekt TWISTnSHINE podpořil ERC CZ v rámci Starting grantu pro mladé a nadějné vědce bez ohledu na jejich národnost s dvou- až sedmiletou praxí od ukončení doktorandského studia.

SENDISO - SENZORY A DETEKTORY PRO INFORMAČNÍ SPOLEČNOST BUDOUCNOSTI - OP JAK - PRIORITA 1 - VÝZKUM A VÝVOJ - CZ.02.01.01/00/22_008/0004596 - 01/ 2024 - 06/ 2028

Senzory a detektory pro informační společnost" (SenDISo) spojuje různé oblasti výzkumu do jednoho interdisciplinárního programu. Jeho cílem je vytvořit nové nástroje pro výzkum v oblasti biologie a zlepšit diagnostiku, léčbu a monitorování v medicíně. Také se zaměřuje na sledování životního prostředí a kontrolu kvality v průmyslu. Hlavním zaměřením programu je vývoj nových senzorů a detektorů pomocí fyzikálních metod a materiálů. Tyto senzory by mohly být použity i pro chemickou a biologickou detekci. Důležitou částí projektu je výzkum tenkých vrstev a nanostruktur, které mohou reagovat na různé druhy záření nebo chemikálií v atmosféře a biologických tekutinách. Takový přístup přesahuje rámec klasického materiálového výzkumu a (bio)chemie.

Evropská spektroskopická laboratoř pro modelování materiálů budoucnosti – "EUSpecLab" - 01.09.2022 - 31.08.2026, European Commision Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA), registrační číslo: 101073486.


Díky výzvě Akce Marie Skłodowska-Curie (MSCA) realizujeme, společně se svými evropskými partnery, nový doktorský program. EUSpecLab vyškolí studenty v oblasti spektroskopie, umělé inteligence, strojového učení, materiálového modelování, vývoje softwaru a v dalších oblastech důležitých pro průmysl. 


Národní Centrum Kompetence STROJÍRENSTVÍ – TA ČR - 01. 01. 2023 – 31. 12. 2028, TN02000018

NCKS bude zaměřeno na výzkum, vývoj a inovační aktivity nezbytné pro zvyšování konkurenceschopnosti českého strojírenského průmyslu v oblasti středního a lehkého strojírenství. NCKS se bude zabývat řešením klíčových témat významných pro budoucí inovace strojů a zařízení. 


Pokročilá architektura grafenových elektrod pro protonové výměnné membránové palivové články - TA ČR DELTA - projekt č. TM05000013

Cílem projektu je vývoj lehkého palivového článku PEM, který dokáže účinně vyrábět energii při nízké teplotě. 

Ukončené vybrané projekty - RAM

Technologické centrum NTC Techlab -MPO v rámci programu "Operační program Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost" ve výzvě "SLUŽBY INFRASTRUKTURY - VII. VÝZVA - VEŘEJNÁ PODPORA - AKTIVITA C)", 01.01.2021 - 30.06.2022, registrační číslo: CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_329/0023413

Jedná se o investiční projekt, jehož předmětem je investice do přístrojového a experimentálního zařízení tak, aby byla kompletně doplněna výzkumná infrastruktura NTC a díky tomu došlo k posílení kapacity NTC pro spolupráci s partnery.

CEDAMNF - Výpočetní a experimentální design pokročilých materiálů s novými funkcionalitami CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_003/0000358 - 01. 01. 2017 – 31. 10. 2022

Projekt je zaměřen na významné rozšíření spolupráce výzkumného týmu projektu CENTEM s předními mezinárodními vědeckými kapacitami a pracovišti a na materiální a personální vybavení nového výzkumného týmu a úzce navazuje na dosavadní výzkumný program CENTEM. Nosným tématem nového výzkumného programu bude experimentální a teoretické studium strukturních, elektrických, magnetických a spekroskopických vlastností nových technologicky perspektivních materiálů. Tento výzkum bude dále podpořen dalšími významnými odborníky působícími dlouhodobě v materiálovém výzkumu a cca polovinu výzkumného týmu budou tvořit mladí studenti doktorského studia, kteří budou do tohoto výzkumu plně zapojeni.

Národní centrum kompetence STROJÍRENSTVÍ - TA ČR - TN01000015 - 01/2019 - 12/2022

Projekt NCKS je zaměřen na výzkum, vývoj a inovace potřebné pro zvyšování konkurenceschopnosti tuzemského strojírenského průmyslu v oblasti středního a lehkého strojírenství. Smyslem založení konsorcia bylo společnou realizací aplikovaného VaV posílit a dále rozvíjet spolupráci podniků a výzkumných organizací a zvýšit jejich konkurenceschopnost. Centrum se zabývalo řešením problémů a témat významných pro budoucí inovace strojů a zařízení. Ve svých projektech se zaměřilo na zvyšování výkonu a přesností strojů a zařízení, snižování energetické náročnosti, automatizaci výrobních procesů, zkracování inovačních cyklů, nákladovou optimalizací a zohledněním trendů Průmyslu 4.0.

 

Výzkumný tým

Anonymous

prof. Dr. Ján Minár

Vedoucí týmu

+420 377 634 771

Anonymous

Ing. David Lávička, Ph.D.

Zástupce vedoucího

+420 377 634 712

Anonymous

Kateřina Štětková

Administrátorka týmu

+420 377 634 731