Referáty studentů I. ročníku navazujícího magisterského studia o výsledcích řešení seminárních prací
Přednášející: Michael Kučera, Jiří Fišer, Matěj Jan Morávek, Aleš Podolník, KFPP MFF UK
Anotace:
Referáty budou v tomto pořadí:
1. Michal Kučera:
Studium růstu 1-D struktur obsahujících atomy kovů III a IV skupiny pomocí STM
2. Jiří Fišer:
Studium elektromagnetických vln generovaných bleskovými výboji v širokém pásmu frekvencí
3. Matěj Jan Morávek:
Ionizační vlny v doutnavém výboji laserové směsi
4. Aleš Podolník:
Kalibrace diodových přechodů pro měření teplot 10–300 K
Větrná energie
Přednášející: Mgr. David Hanslian, UFA AV ČR
Anotace:
Přednáška shrnuje problematiku využití energie z větru. Jejím obsahem je mimo jiné přehled o historickém vývoji větrné energetiky a používaných technologií, současný stav větrné energetiky v České republice a ve světě (zastoupení v energetickém mixu, ekonomické podmínky), problematika vlivu větrných elektráren na prostředí a na energetické sítě, potenciál větrné energie a možnosti jejího budoucího rozvoje.
Ramanova spektroskopie
Přednášející: doc. RNDr. Peter Mojzeš, CSc., FÚ MFF UK
Pixelovy detektor Medipix
Přednášející: Ing. Michal Platkevic, ÚTEF ČVUT Praha
Semantický web a/nebo jeho semantizace?
Přednášející: prof. RNDr. Peter Vojtáš, DrSc., KSI MFF UK
Anotace:
V příspěvku krátce nastíníme problém objemu dat na webu, jejich automatizovaného zpracovaní a (někdy) nedostatečnosti stávajících vyhledávačů. Jednou z cest jak zlepšit dosažitelnost dat na webu je tzv. sociální web - tvoření obsahu a sociálních vztahů lidmi. Další možností je tzv. semantický web, kde informace se stává strojově srozumitelnější pokud je označkována pojmy a vztahy z ontologie (např. toto je název, autoři, klíčová slova, ... vědeckého článku). Sociální web se rozrostl do té míry, že je už opět strojově neobsažitelný (a tagování přirozenou (nekontrolovanou) řečí je strojově těžké). Semantický web čelí problému, kterou ontologii vybrat a kdo to všechno označkuje. Cestou (procesem) ven by mohla být tzv. semantizace webu. Jinou alternativou jsou dobře organizované komunity, kde platí jistá disciplína (lékaři, genetici, ... fyzici?), které si tu anotaci, alespoň pro vědecké publikace, zařídí ručně a "nařízením" shora. Nebo nějaká vhodná kombinace všech?
Spectroscopic signatures of deuterated ions in cold interstellar clouds
Přednášející: Dr. Oskar Asvany, I. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Germany
Hierarchické zpětnovazební řízení dopravy a jeho aplikace v oblasti Zličína
Přednášející: Doc. Ing. Ivan Nagy, CSc. a Ing. Jan Přikryl, PhD., UTIA AV ČR, Praha
Anotace:
Na semináři bude představena koncepce hierarchického zpětnovazebního řízení městské dopravy. Řídicí systém pracuje s měřenými daty (intenzity a hustoty dopravního proudu měřené v diskrétním čase) a jako akční veličinu využívá světelnou signalizaci v křižovatkách. Pro syntézu řízení je sestaven stavový model pro zmíněné veličiny, který může být využit jako neparametrický, pro lepší shodu s realitou je jej však třeba parametrizovat a parametry odhadovat. Pro optimalizaci řízení jsou stavový model a příslušná omezení převedena do tvaru, vhodného pro lineární programování.
Druhá část semináře se bude věnovat aplikaci tohoto řízení v reálné dopravní oblasti, konkrétně v oblasti Zličína. Ukáže se, že reálná aplikace není zdaleka tak jednoduchá, jak by se zdálo. Překážek je mnoho a nervy jen jedny ... Ale o tom až na semináři.
Rezonanční srážky elektronů s molekulami:
disociační záchyt elektronů na H2
Přednášející: RNDr. Karel Houfek, PhD., ÚTF MFF UK
Creation and dynamics of plasma FIREBALLS
Přednášející: Dr. Codrina Ionita-Schrittwieser (Leopold-Franzens-University of Innsbruck, Austria)
Anotace:
Fireballs are discharge phenomena on positively biased small electrodes in plasmas. The discharge arises from electron energization at a double layer. Fireballs can collect relatively large electron currents from the ambient plasma. Fireballs can become unstable to relaxation oscillations. Growth and collapse of fireballs produce large density and potential variations near the electrode which couple into the background plasma production. Unstable fireballs emit bursts of fast ions and ion acoustic waves. High-frequency emissions near the electron plasma frequency have been observed and associated with the sheath--plasma instability rather than electron beam--plasma interactions. Novel shapes of efficient fireballs have been observed in magnetic mirror and cusp fields. In the most recent experiments also a highly transparent grid was used for the creation of fireballs.
Laboratórny HXPS (Hard X-rays Photoelectron Spectroscopy) systém a jeho využitie vo fotoelektrónovej holografii
Přednášející: Mgr. Igor Píš (National Institute for Materials Science at synchrotron SPring-8, Sayo, Hyogo 679-5148, Japan)
Anotace:
V rámci programu spolupráce medzi Karlovou univerzitou a japonským Národným inštitútom pre materiálový výskum (NIMS) som mal možnosť pracovať pod vedením Dr. Kobayashiho s unikátnym laboratórnym „Hard“-XPS systémom (HXPS). Na rozdiel od bežných XPS zariadaní, sú fotoelektróny v tomto prípade budené tvrdým röntgenovým žiarením o energii 5414 eV (Cr K). Vyššie kinetické energie fotoelektrónov zvyšujú hĺbkovú citlivosť metódy, čím sa otvára možnosť skúmať touto metódou nové materiály. V prednáške predstavím vlastnosti tohto systému a na niekoľkých príkladoch jeho potenciál na poli HXPS, kde dosiaľ dominovali iba veľké synchrotrónové zariadenia. Špeciálne sa zameriam na fotoelektrónovú difrakciu (XPD) a holografiu.
Prednáška by mohla zaujímať najmä študentov, ktorí uvažujú o zapojení sa do programu International Joint Graduate School a výskume v japonskom NIMS.
Charged nanoparticles in traps
Přednášející: Prof. Dieter Gerlich
Nové katalyzátory pro palivové články – Pt-CeO2 na uhlíkových nanotrubkách
Přednášející: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc.
Characterization of nano-structured materials with XPS-peak shape analysis
Přednášející: Prof. Sven Tougaard, University of Southern Denmark, Dánsko
Astrochemistry in ion traps: from cold hydrogen to hot
carbon
Přednášející: Prof. Dieter Gerlich
Anotace:
There is a growing need for detailed laboratory data in order to understand and model the for-mation and destruction of matter in a variety of environments, ranging from very cold dense in-terstellar clouds via planetary atmospheres to the high temperatures of circumstellar environments [1]. In this talk I summarize recent progress made with special traps in which suitable radio frequency fields are used for confining ions or charged nanoparticles. While collisions with cold buffer gas are used to cool ions to a few Kelvin, continuous laser heating of a stored ensemble allows us to determine physical and chemical properties at several thousand Kelvin [2]. Selected experimental results are discussed including rate coefficients for the formation and destruction of small hydrocarbons, collisions with beams of hydrogen atoms, isotope fractionation, and the thermal stability of stored C60+.
[1] D. Gerlich, M. Smith, Laboratory astrochemistry: studying molecules under inter- and circumstellar conditions, Phys. Scr. 73 (2006) C25-C31
[2] S. Decker, I. Savić D. Gerlich, in Molecules in Space & Laboratory, Paris, J.L. Lemaire & F. Combes (eds) (2007) ISBN 9782901057581
Disociace uhlovodíků na platině, aneb jak umírají katalyzátory
Přednášející: RNDr. Viktor Johánek, Ph.D.
Anotace:
Disociativní chemisorpce alkanů a dalších jednoduchých uhlovodíků na kovových katalyzátorech je obecně nejvíce limitujícím chemickým procesem při výrobě vodíku, syntetického plynu (CO+H2), v palivových článcích a v dalších aplikacích. Hojně studované katalyzátory ve formě nanočástic přechodových kovů sice nabízejí možnost “vyladění” na požadované katalytické vlastnosti, avšak ve většině případů zároveň přináší problém omezené životnosti, především v důsledku chemické deaktivace uhlíkem.
Proces rozkladu některých jednoduchých uhlovodíků (methan, ethan, ethylén, pentan, cyklohexan, benzén apod.) na povrchu platiny byl sledován od počátěční fáze ulpění, přes postupnou disociaci až k tvorbě povrchového uhlíků ve formě grafénu. Ke studiu byly použity rozličné spektroskopické (FTMS, AES, QMS) i mikroskopické (STM, PEEM/LEEM, mikroLEED) techniky. Obzvláště zajímavou je v tomto ohledu mikroskopie nízkoenergetických elektronů (LEEM), umožňující vizuální záznam chemické reakce v reálném čase.
Principles and applications of non-equilibrium atmospheric plasma: 2. Atmospheric pressure plasma processing applications
Přednášející: Prof. L. Bárdoš, Prof. H. Baránková, Angstrom Laboratory, Uppsala University, Švédsko
Anotace:
- Fundamentals of radical and ion-assisted plasma chemistry
- Plasma cleaning and activation of surfaces
- Atmospheric plasma coating applications and film properties
- Plasma transformation of gases, examples of environmental applications
- Cold atmospheric plasma with-, at-, and under liquids
- New trends and expected applications (e.g., plasma medicine, fuel reforming, etc).
Principles and applications of non-equilibrium atmospheric plasma: 1. Atmospheric pressure plasma systems
Přednášející: Prof. H. Baránková, Prof. L. Bárdoš, Angstrom Laboratory, Uppsala University, Švédsko
Anotace:
Growing interest in solving environmental and economical problems during last several decades brought about an enhanced interest in different processes assisted by the gas discharge plasma. An attractive possibility to avoid expensive and power consuming vacuum systems in plasma-assisted technologies stimulates rapid development in atmospheric non-thermal plasma sources and processes. The atmospheric plasma requires a special design of plasma sources to ensure non-equilibrium, i.e. non-thermal (or “cold”) plasma, in a number of applications in surface treatment, coating, plasma chemistry, etc. Technologies using atmospheric plasma sources often bring about novel processes and applications but also a number of limitations given by the atmospheric plasma properties.
These 2-seminars address basic principles, technical details and important applications of non-thermal atmospheric plasmas. Seminars are relevant for advanced ground level students and PhD students interested in plasma processing technologies, but also for broader R&D and technical community working in applied plasma science.
- Cold atmospheric pressure plasma – generation, stabilization
- Atmospheric plasma in atomic and molecular gas
- Cold atmospheric plasma sources - principles, problems to solve
- Corona and Dielectric Barrier Discharges (DBD)
- Microwave atmospheric plasmas
- Radio frequency atmospheric plasma sources
- Fused Hollow Cathodes
- Main advantages and limits of the atmospheric plasma sources.
Epitaxial graphene on Ir(111): Growth, electronic structure and active template
Přednášející: Thomas Michely, University of Köln, Germany
Anotace:
Through pyrolysis of hydrocarbons on noble metal surfaces monolayer graphite – graphene – is readily formed. Graphene grows on Ir(111) with exceptional quality. Using scanning tunneling microscopy (STM) and low energy electron microscopy (LEEM) we investigate the temperature dependent growth and the nature of point and line defects in the graphene layer. Angle resolved photo emission finds graphene on Ir(111) to be only marginally doped and to display the characteristic Dirac cone at the K-point of the graphene Brillouin zone. The moiré resulting from the incommensurate epitaxy of graphene on Ir(111) gives rise to a large graphene supercell. In the graphene electronic structure it is reflected in the opening of minigaps at the boundaries of the induced mini-Brillouin zone. The graphene moiré is an active template allowing one to grow a variety of cluster superlattices (Au, Fe, Pt, Re, W, Ir), spatially and thermally stable up to 500 K. Based on STM and density functional theory calculations it is proposed that at geometrically defined locations within the supercell the graphene rehybridizes form sp2 graphitelike to sp3 diamondlike bonding in between the substrate and the cluster deposit.
Surface Science and Photoelectron Spectroscopy with Hard X-rays at the ID32 Beamline, ESRF
Přednášející: Dr. Blanka Detlefs, ID32 beamline, European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, Francie
Structure and reactivity of metal nanoparticles supported by ceria surfaces
Přednášející: Stefano Fabris, CNR-INFM DEMOCRITOS, Theory@Elettra group, and SISSA International School for Advanced Studies,
Trieste, Italy
Anotace:
The activity of highly dispersed metal nanoparticles supported on transition-metal oxides is controlled by several factors, most notably the size of the metal cluster, the ability of the support to supply oxygen during the reaction, and the excess electrons at the metal/oxide interface determining the oxidation state of the supported metal atoms. Reducible oxides represent very active catalytic supports, and among them, ceria (CeO2) is one of the most efficient due to its oxygen storage capacity. Metal nanoclusters supported by ceria surfaces have been shown to catalyze important reactions such as low-temperature CO oxidation, hydrogenation or water gas shift (WGS).
In this talk I will present the results of density functional theory calculations revealing the mechanisms for the oxidation of CO catalyzed by supported isolated Au atoms as well as small clusters in Au/CeO2 catalysts [1]. The analysis will be generalized to the case of Pd, Pt, and Cu [2]. The systematic study of the surface thermodynamics reveals key differences between these transition metals employed in real ceria-based catalysts. Based on these data we have identified a novel ordered and stable Pd-O-Ce surface superstructure, whose stability is confirmed by HRTEM measurements. It results from a complex reconstruction of the (110) CeO2 surface and leads to the opening of wide surface channels exposing highly undercoordinated O atoms. With respect to methane combustion, this material display reaction rates per gram of noble metal that are 3 to 5 times higher than the conventional surface-supported Pd nanoparticles [3].
[1] M. Farnesi Camellone and S. Fabris, J. Am. Chem. Soc. 131, 10473 (2009).
[2] L. Szabova, M. Farnesi Camellone, V. Matolin, and S. Fabris, in preparation.
[3] S. Colussi, A. Gayen, M. Farnesi Camellone, M. Boaro, J. Llorca, S. Fabris, and A. Trovarelli, to appear in Angew. Chem. Int. Ed. (2009)