Letní projekty KFPPzobrazit předchozí rok (2022/2023), další rok (2024/2025)
Přihlášky na podzimní SFG je třeba podat do 15. listopadu 2023, na jarní SFG je třeba podat do 15. května 2024, na letní projekty KFPP se hlaste v červnu a v průběhu prázdnin 2024, ostatní projekty průběžně.
Letní projekty KFPP Co způsobuje extrémní geomagnetické bouře na Zemi? (info: Mgr. Alexander Pitňa, Ph.D.)
V současné době se nacházíme na vrcholu 25 cyklu sluneční aktivity. Jedním z projevů zvýšené aktivity slunce je interakce více erupcí najednou, co může vést ke zesílení magnetické pole ve vyvrženém plazmatu, které doputuje k Zemi a silně interaguje s jejím magnetický polem. Důsledky mohou být krásné i katastrofální: polární záře, výpadky elektrické sítě, rušení GPS signálu…
Cílem projektu je porovnat dvě významné události na základě družicových dat a zjistit, která byla extrémnější: ta ze současného roku 2024 nebo podobně mohutná z roku 2003?Co způsobuje extrémní geomagnetické bouře na Zemi?
Vytvoření úlohy pro praktikum „Studium AD převodníku typu sigma-delta“ (info: Prof. RNDr. Milan Tichý, DrSc.)
V rámci cvičení k přednášce „Elektronika pro fyziky NEVF115“ se konají praktické úlohy. Stávající úloha „AD a DA převodníky“ zahrnuje jen převodníky typu R-2R. AD převodníky typu sigma delta jsou široce využívané v praxi, protože umožňují vyšší bitové rozlišení, 18 bitů a větší, než AD převodníky klasického typu. Firma Texas instruments (TI) vyrábí zkušební modul s 24-bitovým ADC převodníkem založeném na technologii sigma-delta. Převodník je typu ADS1220 (https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1220.pdf?ts=1715799463341). Testovací modul je typu ADS1220EVM (https://www.ti.com/tool/ADS1220EVM?keyMatch=&tisearch=search-everything&usecase=partmatches), a umožňuje testování tohoto převodníku v systému Windows pomocí USB rozhraní. K dispozici je i originální testovací software.
Úkolem uchazeče je zprovoznění testovacího modulu s originálním softwarem, připravit a vyzkoušet pracovní úkoly této úlohy a připravit návod k úloze.
Testovací modul dostane uchazeč od vedoucího letního projektu, originální software je k dispozici ke stažení na uvedené www stránce TI. Předpokládaný objem práce asi 1-2 týdny.
Jakou vlnovou délku právě měříme? (info: Mgr. Michal Hejduk, Ph.D.)
Přiložte pomocnou ruku ke snažení našeho týmu, který vyvíjí průkopnický kvantový počítač s levitujícími elektrony. Vaším úkolem bude zprovoznit komunikaci mezi naším laserem a přesným vlnoměrem, aby bylo možné udržet stabilní vlnovou délku nezbytnou pro fotoionizaci atomů.
Co vám to přinese? Nabízíme unikátní příležitost získat praktické zkušenosti v oblasti vývoje kvantových technologií. V případě úspěchu uvidíte výsledky vaší práce na fluoreskujících atomech, ze kterých se budou rodit budoucí elektronové qubity.
Přidejte se k nám a stůjte u zrodu nové technologie!
Jak se měří sluneční vítr? (info: Mgr. Tereza Ďurovcová, Ph.D.)
Předběžní zájemci: Šimon Láznička
Monitory slunečního větru poskytují základní parametry plazmatu, které jsou ale vyhodnocovány různými metodami. Náplní projektu je identifikovat rozdíly mezi různými datovými soubory z téhož monitoru a vyšetřit jejich vztah k podmínkám ve slunečním větru.
Jak jsou vlastnosti alfa částic svázány s parametry dalších těžkých iontů ve slunečním větru? (info: Mgr. Tereza Ďurovcová, Ph.D.)
Ionty těžší než protony často slouží jako identifikátory zdrojové oblasti slunečního větru. Cílem projektu je nalézt vztahy mezi jejich parametry pomocí dlouhodobých měření v okolí Země.
Jak maximalizovat porozitu struktury vzniklé pomocí magnetronového naprašování? Odpověď ti pomůže najít elektronový mikroskop. (info: RNDr. Peter Kúš, Ph.D.)
Předběžní zájemci: Samuel Budziňák
Magnetronové naprašování je jednou z nejrozšířenějších a nejuniverzálnějších metod depozice tenkých vrstev. V naší skupině jej využíváme také k vytvorění katalytických vrstev pro aplikace ve vodíkových technologiích. Cílem projektu bude doplnit naše dosavadní znalosti o vlyvu depozičních parametrů na morfologii a porozitu vzniklé struktury. Míra porozity bude vyhodnocována pomoci skenovací elektronové mikroskopie.
„Butterfly effect“ aneb odhal tajemství motýlích křídel (info: Mgr. Jaroslava Nováková, Ph.D.)
Barva předmětu vzniká tím, jak odráží světlo. Tento proces zahrnuje dvě hlavní složky: pigmentovanou barvu a strukturní barvu. Jak vlastní pigmenty, tak povrchové struktury v mikroměřítku ovlivňují, jak se nám objekt jeví, ale barvu vytvářejí velmi odlišným způsobem.
Pigmenty vytvářejí barvu absorbováním určitých vlnových délek (nebo barev) světla. Například chlorofyl je pigment, který dodává rostlinám jejich barvu tím, že absorbuje všechny barvy kromě zelené (obrázek 1A). Zbývající zelené světlo se odráží od rostliny do našich očí.
Na druhé straně strukturální barva vzniká selektivním odrazem nebo absorpcí určitých barev v důsledku interakce světla s mikroprvky, jako jsou difrakční mřížky, fotonické krystaly a plasmonické metamateriály (obrázek 1B). Strukturální barva je zodpovědná za zářivé barvy pavích per, motýlích křídel, opálů a barevného skla.
Některá zvířata jako chobotnice a chameleoni dosahují adaptivního maskování změnou jak pigmentů, tak mikrotextur jejich kůže. Vědci doufají, že tento fenomén využijí k návrhu mikrostruktur, které vylepšují, stíní nebo manipulují se světlem pro pokročilé technologie, jako je kamufláž, maskování a technologie proti padělání.
Cílem projektu bude pozorovat strukturu motýlích křídel nebo páví peří pod skenovacím elektronovým mikroskopem (SEM) a korelovat mikrostrukturu s emitovanou barvou.
Nano rytíři: souboje s kyslíkem a vodíkem v elektrochemické aréně (info: Yevheniia Lobko, Ph.D., Mgr. Yurii Yakovlev, Ph.D.)
Předběžní zájemci: Nikola Kadlečková
Palivové články jsou klíčové v posunu k obnovitelným zdrojům energie. Jejich účinnost však silně závisí na katalytické aktivitě materiálů zapojených do elektrochemických reakcí – konkrétně na kyslíkové redukční reakci (ORR) a vodíkové oxidační reakci (HOR). Tento projekt si klade za cíl charakterizovat nanočástice a zkoumat jejich účinnost jako katalyzátorů v ORR a/nebo HOR pomocí pokročilých technik, jako je rotující disková elektroda (RDE) a elektrochemická charakterizace v prostředí palivových článků (FC). Student připraví elektrody potažené katalyzátory a provede měření pomocí RDE a FC stanic. Naučí se zpracovávat a analyzovat data, získají přehled o katalytických mechanismech a vyhodnotí výkon katalyzátorů v reakcích palivových článků.
Umění Nano: Vytváření vícebarevných stříbrných nanočástic pomocí LED světla (info: Yevheniia Lobko, Ph.D., Mgr. Yurii Yakovlev, Ph.D.)
Předběžní zájemci: Jindřich Dvořáček
Tento projekt bude zkoumat vliv nanostruktury na barvu s cílem pochopit, jak lze nanotechnologii použít k řízení světla v nanoměřítku. V rámci tohoto projektu student vytvoří stříbrné nanočástice a bude ovládat jejich velikost a barvu pomocí LED světel. Kromě toho se student seznámí s různými technikami charakterizace nanočástic, včetně elektronové spektroskopie ve viditelné oblasti, dynamického rozptylu světla (DRS), rastrovací elektronové mikroskopie (REM).
Vysoce citlivá laserová spektroskopie (info: Doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D.)
Pro detekci molekul a molekulárních iontů využíváme citlivou absorpční spektroskopii v optickém rezonátoru se zrcadly s odrazivostí lepší než 99.995 % (cw-CRDS). Laserové světlo je načerpáno do rezonátoru a poté, z poklesu jeho intenzity v čase, lze určit absolutní množství molekul v plynu mezi nimi s citlivostí i 1 částice v biliónu. Cílem letního projektu bude zavedení přesného řízení rozměru rezonátoru v rozsahu několika desítek nanometrů pro zefektivnění měření.
Zástřel iontového děla (info: Doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.)
Předběžní zájemci: Mikuláš Fiala
Cílem experimentálně laděného letního projektu nebude vítězství ve Hvězdných válkách, ale atomárně čistý povrch germánia připravený oprašováním iontovým svazkem.
Příprava modelového systému Cu–oxid wolframu (info: Prof. RNDr. Karel Mašek, Ph.D.)
Modelové systémy slouží k základnímu výzkumu fyzikálně chemických vlastností pevných látek. Zde použijeme monokrystal wolframu k vytvoření orientované vrstvy oxidu wolframu na jeho povrchu. Na povrchu oxidu dále připravíme nanometrové ostrůvky mědi za účelem vytvoření modelového katalyzátoru. Strukturní a chemické vlastnosti budou zkoumány moderními metodami fyziky povrchů – RHEED, XPS, AFM.
Úprava senzorové testovací stanice (info: Prof. RNDr. Karel Mašek, Ph.D.)
Tenkovrstvé konduktometrické senzory plynů se testují v senzorické testovací stanici. Senzory obvykle pracují za přesně daných podmínek, z nichž nejdůležitější je teplota. Úkolem této práce je zprovoznit nový typ topného elementu řízeného PID regulátorem a provést příslušné úpravy v řídícího programu v systému Labview.
Záhada reaktivního boru (info: Doc. RNDr. Viktor Johánek, Ph.D.)
V rámci spolupráce s FChT Univerzity Pardubice (UPce) by v rámci tohoto projektu proběhlo zkoumání reaktivity a stability vzorků obsahujících oxidy boru, u nichž byly prokázány zajímavé katalytické vlastnosti v reakcích uhlovodíků. Není však dosud zřejmý reakční mechanismus tohoto procesu. Jedním z možných vysvětlení je ne zcela běžný mechanismus reakce v plynné fázi těsně nad povrchem vzorku na klastrech uvolněných z povrchu. Dosavadní úvodní měření v naší laboratoři v podmínkách vysokého vakua tomuto vysvětlení nasvědčují, bylo by však třeba provést větší množství experimentů, včetně těch v přítomnosti vybraného reaktantu.
K tomu by byly využity metody teplotně programované desorpce (TPD) a rentgenové fotoeletronové spektroskopie (XPS). TPD umožňuje měření v plynné fázi, zatímco XPS poskytuje informaci o složení chamickém stavu vzorku jako takového. Vzorky budou dodány spolupracujícícm pracovištěm na UPce.
Modernizace webu skupiny Fyziky povrchů (info: Doc. RNDr. Viktor Johánek, Ph.D.)
Skupina Fyziky povrchů se má rozhodně s čím pochlubit ohledně experimentálního vybavení, řešených témat, vědeckých výsledků, nabídky studentských prací a dalších aktivit, ale současná webová prezentace skupiny tomu příliš neodpovídá. Vyžaduje zásadní předělání z důvodu nepoužitelnosti dosavadního proprietárního systému a neaktuálnosti obsahu. Měl by sloužit jako prezentace výsledků, členů skupiny, přístrojového vybavení i jako zdroj informací pro studenty se zájmem o tento obor.
Web by měl mít přehlednou strukturu a umožňovat jednotlivým členům skupiny jednoduché vkládání příspěvků a mediálních souborů. Součástí vypracování by mělo být zajištění technické stránky (hostování na serveru MFF), naplnění obsahem (dodaným vedoucím projektu) a vytvoření jednoduchého manuálu pro uživatele, včetně doporučované „štábní kultury“ pro dlouhodobé zachování jednotné struktury a vzhledu. Předpokládá se využití vhodného zavedeného redakčního systému postaveného na PHP.
Prachové prstence Saturnu měřené družicí Cassini (info: RNDr. Libor Nouzák, Ph.D.)
Informace o prachových prstencích Saturnu z optických pozorování ze Země je limitována jejich optickou tloušťkou. Cílem projektu je zmapovat parametry prachových prstenců (jejich tloušťku a koncentraci prachových zrn uvnitř) během jejich průletů v různých radiálních vzdálenostech od Saturnu pomocí elektrických signálů generovaných dopady prachu na družici.