Aktuálně řešené projekty


Program rozvoje vědních oblastí na Univerzitě Karlově
PRVOUK 107-04/1107 (x-x)

Program navazuje na čtyři výzkumné záměry úspěšně řešené fyzikální sekcí MFF UK v posledních letech a zahrnuje tak rozvoj veškerého fyzikálního výzkumu na fakultě. Program odpovídá dlouhodobému záměru rozvoje výzkumu na MFF UK a zaměřuje na čtyři stěžejní oblasti. Oblast Fyzika kondenzované fáze – nové materiály a technologie se zaměřuje na komplexní studium souvislostí reálné elektronové, atomové a magnetické struktury s objemovými a povrchovými fyzikálními vlastnostmi makroskopických, mezoskopických i nanostrukturních systémů. Organickou součástí je vývoj a využití nejnovějších technologií přípravy a charakterizace vysoce kvalitních materiálů s definovanými fyzikálními vlastnostmi.

Vliv radiace na vybrané fyzikální vlastnosti perspektivních slitin pro jaderná zařízení
GAČR 14-12449S (2014-2016)

řešitelé:
prof. Ing. Marcel Miglierini, DrSc. (FJFI ČVUT)
Ing. Adriana Lančok, Ph.D. (UACH AV ČR)
doc. Mgr. Jaroslav Kohout, Dr. (MFF UK)

Dlouhodobá spolehlivost konstrukčních materiálů vystavených v jaderných zařízeních náročným podmínkám: silná radiace, vysoké teploty a působení korozního prostředí je důležitým technologickým, ekonomickým a environmentálním požadavkem. V tomto projektu chceme vyjasnit vliv radiace na povrchové a objemové fyzikální vlastnosti perspektivních slitin jako jsou amorfní kovová skla a nanokrystalické slitiny pro urychlovače částic a konstrukční oceli pro jaderné reaktory. Strukturní transformace (přeměna amorfního na nanokrystalický stav) a změny vyvolané tepelným namáháním a ozářením ionty nebo neutrony budou studovány pomocí Mössbauerovy a NMR spektroskopie a dopředného jaderného rozptylu synchrotronového záření s použitím jader 57Fe jako lokálních sond hyperjemných interakcí ve studovaných materiálech. Původnost očekávaných výsledků spočívá v naší snaze zjistit vztah mezi strukturním uspořádáním a magnetickým stavem v závislosti na různých typech strukturních změn.

Magnetické, feroelektrické a relaxační vlastnosti a jejich souvislost v relaxorových multiferoikách perovskitového typu
GAČR 13-11473S (2013-2016)

řešitelé:
Valentyn Laguta, DrSc. (FZU AV ČR)
prof. RNDr. Helena Štěpánková, CSc. (MFF UK)

Magnetoelektrická relaxorová multiferoika vykazují kromě současné přítomnosti feroelektrického a magnetického uspořádání také vlastnosti spinových a dipólových skel nebo relaxorových neergodických fází. Tyto vlastnosti souvisejí s nehomogenitami v nanometrické škále indukovanými neuspořádaností poloh iontů a nábojových stavů. Kombinace a řízení různých stupňů uspořádanosti nabízí nové možnosti, jak získat materiály s novými funkčními vlastnostmi směřujícími k technickým aplikacím. V projektu objasníme podstatu termodynamických fází s různými typy spinového a dipólového uspořádání a s různou magnetoelektrickou (ME) vazbou pro skupinu relaxačních multiferoik založených na perovskitech Pb(Fe2/3W1/3)O3 a Pb(Fe1/2Nb1/2)O3. K řešení budou využity různé jak lokální, tak makroskopické charakterizační techniky (NMR, EPR, Mössbauerova, magnetická a dielektrická spektroskopie), a to ve vzájemné součinnosti s teoretickým modelováním. Budou objasněny mechanismy formování multiferoických fází a ME cross-coupling efektů na atomární úrovni a specifikovány cesty ke zlepšení ME charakteristik.

Hyperjemné interakce v multiferoikách
GAUK 107-10/253354 (2012-2015)

řešitelé:
Mgr. Tomáš Kmječ (MFF UK)
doc. Mgr. Jaroslav Kohout, Dr. (MFF UK)
Mgr. Denisa Kubániová (MFF UK)
RNDr. Karel Závěta, CSc. (FZU AV ČR)

Multiferoika,vykazující zároveň magnetické a feroelektrické uspořádání, jsou již řadu let v popředí zájmu základního výzkumu pro svůj vysoký aplikační potenciál. Uplatňují se ve spintronice, paměťových médiích a také jako snímače a detektory. Hyperjemné paramery přinášejí informace o vnitřním uspořádání multiferoik a mohou přispět k pochopení mikroskopického mechanismu magnetoelektrického jevu tj. vzájemného ovlivnění magnetických a elektrických momentů. Základní experimentální metodou studia hyperjemných interakcí je Mössbauerova spektroskopie, využívající jádra izotopu 57Fe jako lokálních sond v materiálu. Poskytuje informace o valenci iontů železa a jejich magnetických momentech v jednotlivých krystalových polohách, o lokální krystalové symetrii a vlivu kationtového okolí. V prvním roce řešení projektu se předpokládá příprava a charakterizace vzorků nanočástic ε-Fe2O3, vykazujícího perspektivní magnetické a multiferoické vlastnosti pro záznamová média. Na vybraných vzorcích budou proměřeny teplotní závislosti hyperjemných parametrů a při vybraných teplotách i závislosti na externím magnetickém poli do 6 T. V dalších letech se předpokládají experimenty na vzorcích magnetitu (Fe304), vykazujícího multiferoické vlastnosti pod Verweyovým přechodem (TV~125K) a na vzorcích perovskitů o chemickém složení Pb(Fe1/2Nb1/2)O3, Pb(Fe2/3W1/3)O3, které procházejí feroelektrickým přechodem pod teplotou ~380 K, ale teploty magnetických přechodů u nich nebyly dosud spolehlivě určeny. Vzorky budou charakterizovány metodami XRD, DC magnetických měření, SEM, TEM a EDXRF.


Ukončené projekty

Hyperjemné interakce v nanočásticích a nízkodimenzionálních oxidech železa
GAČR P204/10/0035 (2010-2014)

řešitelé:
doc. Mgr. Jaroslav Kohout, Dr. (MFF UK)
Ing. Adriana Lančok, Ph.D. (UACH AV ČR)
Ing. Miroslav Veverka, Ph.D. (FZU AV ČR)

Pokračující miniaturizace elektronických elementů a široké možnosti aplikací zejména v medicíně (zvýšení kontrastu při zobrazování pomocí NMR, magnetická hypertermie, cílený transport) vede k soustředěnému zájmu o systémy tvořené magnetickými nanočásticemi. Cílem projektu je pomocí studia hyperjemných interakcí přispět k objasnění nových specifických vlastností vybraných magnetických nanosystémů, souvisejících s rostoucím vlivem povrchových vrstev při zmenšování velikosti částic. K tomu bude použito kombinace Mössbauerovy spektroskopie a jaderné magnetické rezonance s vysokou rozlišovací schopností, jež poskytují odlišné a doplňující se spektrum informací. Vzhledem k izotopické specifičnosti obou metod se chceme zabývat sloučeninami železa, v nichž lokální sondou ve studovaných materiálech budou zejména jádra stabilního isotopu 57Fe. Rozhodujícím pro úspěšné řešení projektu je zvládnutí přípravy požadovaných materiálů – nanočástic oxidů železa se spinelovou a hexagonální strukturou, včetně jejich nanokompositů v různých matricích.

Studium xerogelů pomocí Mössbauerovy spektroskopie
GAČR 203/07/P011 (2007-2009)

řešitel:
Ing. Adriana Lančok, Ph.D. (UACH AV ČR)

Pomocí sol-gel procesu na základě hydrolýzy tetraethoxisilanu je možno získat širokou škálu skel a sklokeramik. Proces zahrnuje hydrolýzu a polykondenzační reakce vedoucí k tvorbě skupin, jež kondensují do formy gelu. Struktura a vlastnosti výsledného produktu silně závisí na počátečních podmínkách přípravy. Projekt se týká studia xerogelů připravených na bázi Fe2O3/SiO2, pomocí ultrazvukové aktivace a následným žíháním v dusíkové atmosféře nebo na vzduchu s koncentrací oxidů železa zhruba 20 až 30 váhových %. Cílem tohoto projektu je studium vlastností xerogelů zejména pomocí Mössbauerovy spektroskopie a týká se charakterizace složení systému a vliv podmínek přípravy na způsob uspořádání těchto materiálů. Hledání optimálních podmínek přípravy hybridních materiálů a nanokompozitů bude zaměřeno na jejich výsledné vlastnosti a charakterizaci jednotlivých vzorků také pomocí dalších experimentálních metod jako termální analýza, rentgenová difrakce, sledování elektronovým mikroskopem, určení ????


Archiv