Kontakt
Skupina fyziky povrchů
Katedra fyziky povrchů a plazmatu MFF UK

V Holešovičkách 747/2
CZ-180 00 Praha 8 - Libeň
Tel.: +420-95155-2776
GALERIE

Malé věci často skrývají netušeně velké možnosti. To je fyzika nanosvěta.

O čem je základní výzkum

Jak věci fungují?

Základní výzkum je vědecká práce, jejíž hlavní motivací je čistá zvědavost, jak věci v přírodě fungují. Jakkoli jsou motivace různorodé a zřídkakdy je pro danou věc motivace jenom jedna, kdykoli je tou nejdůležitější zvědavost a touha po rozlousknutí nějaké záhady, jedná se o základní výzkum.

Skupina fyziky povrchů se převážně zabývá právě tímto výzkumem v doméně povrchů a rozhraní pevných látek. Čím je tahle oblast zajímavá? Staré známé materiály jako kovy, jejich oxidy, karbidy, sulfidy atp. mají vlastnosti již dávno zjištěné a podrobně proměřené. Jejich vlastnosti jsou ale dost jiné na površích než uvnitř a pro ředu jevů - typicky interakce materiálu s molekulami jiných materiálů, s elektrony a ionty - povrch podstatně důležitější než vnitřek. Látky rozmělněné na částice čítající pouze jednotky až tisícovky atomů mají díky tomu vlastnosti hodně jiné než ty samé látky ve velkých kusech - a připomeňme že i prachová částice o průměru 1 mikron obsahuje řádově sto miliard atomů a je tak z našeho hlediska už velkým kusem látky!

Změny fyzikálních vlastností látek v malých rozměrech se dosud zatím (rok 2014) pomocí současných superpočítačů dají jen v omezené míře vypočítat na základě známých přírodních zákonů a žádný průlom (např. ve výpočetní síle pomocí kvantovách počítačů) zatím není na dosah. Toto bohužel platí pro reálné systémy i pro modelové, které jsou proti reálným značně zjednodušené - obsahují jen několik chemických prvků, atomy jsou ve velmi přesně určených polohách a podobně. Na druhé straně je ale výpočetní zkoumání modelových systémů nezbytné: Zatímco laboratorní pokusy-měření dávají reálné výsledky, výpočty pomáhají rozklíčovat, co tyto výsledky vlastně mohou znamenat - a výsledky jsou v řadě případů překvapivé, částečně nebo zcela proti očekávání, která bychom označili za intuitivní.

V laboratořích skupiny se zabýváme přípravou vzorků modelových materiálů - látek extrémně čistých a s velmi přesně definovanou geometrickou strukturou - a měřením jejich fyzikálních vlastností. Navzdory obecnému povědomí o "vědě o materiálech" ale nejde o měření vodivosti, pevnosti v tahu nebo třeba odolnosti proti mechanickému otěru! U nás se měří (viz fotoelektronové spektroskopie) fundamentální vlastnosti hustoty elektronových stavů na povrchu a v blízkých vrstvách atomů; u nás se měří, v jakých krystalických strukturách (viz mikroskopie nebo rozptyl pomalých a rychlých elektronů nebo iontů) jsou ty které modelové systémy ochotné se uspořádat. U nás se měří, jak tyto "abstraktní" vlastnosti závisejí na způsobu přípravy, na teplotě a na přítomnosti cizích (ač opět přesně definovaných) atomů a molekul v blízkosti zkoumaného povrchu. Veličiny jako elektrická vodivost nebo korozivní či mechanická odolnost se zjišťují až v aplikované části výzkumu.

 

Související metody

Související zařízení