Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. > Výzkum > Víceúrovňové modelování a měření fyzikálních vlastností

Víceúrovňové modelování a měření fyzikálních vlastností

Vedoucídoc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
E-mail [javascript protected email address]
Telefon+420 532 290 448
Místnost307
Nadřazená jednotkaOddělení experimentálních studií a modelování struktury

Hlavním záměrem našich výzkumných aktivit je objasnit, jak funkční vlastnosti materiálů závisí na jejich atomární struktuře, typech defektů krystalové mříže a jejich prostorovém uspořádání, dimenzionalitě nanostruktur a vlastnostech povrchů. V současnosti studujeme zejm. heteroepitaxní polovodičové filmy založené na III-nitridech (2D struktury tl. 10-1000 nm), magnetické nanočástice (Fe3O4, nanokrychle 10-50 nm), agregáty magnetických nanočástic s nízkou fraktální dimenzí (D<2) a makroskopické nízkoteplotní chování přechodových kovů. Tento výzkum je realizován pomocí širokého spektra teoretických modelů (DFT, atomární modely založené na empirických a semiempirických potenciálech, Monte Carlo, Landau-Ginzburg, celulární automaty, Řídící rovnice), které kombinujeme s experimentálními studiemi pomocí elektronové mikroskopie (TEM, STEM, SEM, EBIC, EBSD), skenovací sondové mikroskopie (AFM, MFM, CPEM). Vyvíjíme několik teoretických modelů pro interpretaci EBIC proudu, magnetických difrakčních spekter, vlastností magnetických nanočástic a kritéria plasticity pro predikci vzniku plastické deformace v bcc a hcp kovech.


Směry výzkumu



  • objasnění původu vláknových dislokací v polovodičových heterostrukturách na bázi III-nitridů

  • formulace iontově-kovalentních semi-empirických potenciálů pro studium rozsáhlých defektů v III-nitridech

  • syntéza, charakterizace a funkcionalizace nanočástic pro využití v biologii

  • vývoj měřících zařízení pro charakterizaci specifické rychlosti absorpce magnetických nanočástic ve střídavých magnetických polích

  • charakterizace funkčních vlastností materiálů pomocí TEM (STEM), SEM (EBSD, EBIC), SPM (AFM, MFM, nanoEBIC, CPEM)

  • teoretické modely pro interpretace EBIC kontrastu a spekter získaných z magnetické neutronové difrakce

  • experimentální a teoretická studia plastické deformace bcc kovů (V, Nb, Ta, Mo, W) vč. vlivů magnetismu (Cr, Fe) a hcp kovů (Mg)

  • objasnění mechanismů plastické deformace vysokoentropických slitin CoCrFeMnNi a precipitačně zpevněných ocelí na bázi FeNiCr

  • formulace mezoskopických modelů samoorganizace a vytváření korelovaných mikrostrukturních domén



Spolupráce



  • University of Cambridge (Velká Británie)

  • ON Semiconductor (ČR, Belgie)

  • CzechNanoLab/CEITEC (ČR)

  • Istituto Italiano di Tecnologia (Itálie)

  • Paul Scherrer Institut (Švýcarsko)

  • University of Pennsylvania (USA)

  • ICAMS and Ruhr-Universität Bochum (Německo)

  • Materials Growth & Measurement Laboratory (ČR)


JménoTelefonMístnostE-mail
Ing. Jana Burdíková, Ph.D. +420 532 290 [javascript protected email address]

Vědečtí pracovníci


JménoTelefonMístnostE-mail
Mgr. Jan Fikar, Ph.D. +420 532 290 455419 [javascript protected email address]
Mgr. Andrej Ostapovec, Ph.D. +420 532 290 429421 [javascript protected email address]
Mgr. Martin Sojka, Ph.D. +420 532 290 481407 [javascript protected email address]

Doktorandi


JménoTelefonMístnostE-mail
Ing. Zuzana Šiška +420 532 290 451308 [javascript protected email address]
MSc. Nhu Quynh Thi Tran +420 532 290 451308 [javascript protected email address]
M.Tech. Ankit Yadav +420 532 290 451308 [javascript protected email address]

Visiting Scientists


JménoTelefonMístnostE-mail
doc. Mgr. Ondrej Hovorka, Ph.D. +420 532 290 448307 [javascript protected email address]
Mgr. Matouš Mrovec, Ph.D. +420 532 290 448307 [javascript protected email address]

Diplomanti


JménoTelefonMístnostE-mail
Oleksandr Anikanov +420 532 290 461427 [javascript protected email address]
Bc. Miroslav Polách +420 532 290 451308 [javascript protected email address]
Julie Višinková +420 532 290 702214 [javascript protected email address]


ČísloNázevŘešitel
CZ.02.01.01/00/22_008/0004596 Senzory a detektory pro informační společnost budoucnosti (SenDISo)doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
24-12526S Využití povrchových jevů k eliminaci rozsáhlých defektů v polovodičových nanostrukturáchdoc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.

VŠECHNY PROJEKTY


ČísloNázevŘešitel
CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_358/0023778 Korelativní měření magnetických vlastností povrchůdoc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
8J19UA037 Neschmidovské chování dislokací v hořčíku a jeho slitináchMgr. Andrej Ostapovec, Ph.D.
19-23411S Souhra plasticity a magnetismu v alfa-železe a chromudoc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
763685 BACK FOR THE FUTURE (CZ)doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
LQ1601 CEITEC 2020prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
CZ.1.05/1.1.00/02.0068 CEITEC – Středoevropský technologický institutprof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
P204/10/0255 Výpočet Peierlsovy bariéry v bcc kovech a její závislosti na napětídoc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
Marie-Curie International Reintegration Grant (IRG), No. 247705 “MesoPhysDef” Mezoskopický rámec pro modelování fyzikálních procesů ve vícefázových materiálech s defektydoc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.

VŠECHNY PROJEKTY

3D tiskárna Prusa i3 MKS3+ & MMU2S (Prusa Research)

Kontakt: doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
3D tiskárna Prusa i3 MK3S+ je nástupcem úspěšného modelu MK2. Mezi hlavní přednosti MK3S+ patří přebudovaný extruder, celá řada senzorů a chytrých vlastností.

Spektrofotometr Jenway 7415

Kontakt: Mgr. Martin Sojka, Ph.D.
Spektrofotometr Jenway 7415 umožňuje měření spekter v ultrafialové a viditelné oblasti a koncentrace roztoků.

Váhy analytické Quintix® Sartorius 224-1S

Kontakt: Mgr. Martin Sojka, Ph.D.
Přesné váhy s váživostí 220 g a rozlišením na 0,1 mg s interní, plně automatickou, teplotně a časově kontrolovanou "isoCAL" kalibrací, nebo manuální externí kalibrací.

Zetasizer Ultra Malvern

Kontakt: Mgr. Martin Sojka, Ph.D.
Zetasizer Ultra je zařízení pro měření velikosti částic v rozmezí 0,3 nm až 10 µm, náboje a koncentrace částic.

MightyEBIC 2.0 (Ephemeron Labs)

Kontakt: doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
Kontroler skenování a rozhraní pro sběr dat k provádění kvantitativních měření proudu indukovaného elektronovým svazkem (EBIC).

SPM LiteScope (NenoVision)

Kontakt: doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
Rastrovací sondový mikroskop navržený pro snadnou integraci do skenovacích elektronových mikroskopů. Kombinace doplňkových technik AFM a SEM umožňuje využívat výhody obou běžně používaných technik mikroskopie. LiteScope obsahuje jedinečnou zobrazovací techniku "Correlative Probe and Electron Microscopy (CPEM)" umožňující simultánní sběr dat z AFM a SEM. LiteScope a technologie CPEM umožňují analýzu vzorků způsobem, který byl dříve obtížný nebo nemožný dvěma zobrazovacími technologiemi současně.


2026

Thelappurath A., Šiška (Kavčiaková) Z., Ullattil S., Šimoníková L., Pizúrová N.: Microtron-induced surface defects and phase transformations in anatase TiO2 colloidal nanoparticles. Surfaces and Interfaces 80 (2026) 108199

Ostapovec A.: On description of shear coupled migration of low angle grain boundaries.. Mater. Lett. 405 (2026) 139719

Bajtošová L., Štaffenová N., Chochoľaková E., Hanuš J., Fikar J., Cieslar M.: Deformation of titanium nanoparticles: A study using in situ TEM compression and molecular dynamics. Mater. Sci. Eng. A 950 (2026) 149473



2025

Bajtošová L., Myšičková M., Štaffenová N., Chochoľaková E., Hanuš J., Fikar J., Cieslar M.: In situ TEM and molecular dynamics investigation of grain growth in nanocrystalline Cu nanoparticles. Manufact. Technol. 25 (2025) 576-581

Sojka M., Gamez P.: Exploring the toxicity of mononuclear piano-stool Ru(II) anticancer agents: A comprehensive literature review. Coord. Chem. Rev. 543 (2025) 216902

Fikar J., Schäublin R., Mason D., Nguyen-Manh D.: Mobility of nano-sized 1/2<111> vacancy and interstitial prismatic dislocation loops in tungsten. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 33 (2025) 065006

Fedor A., Bajtošová L., Cieslar M., Yadav A., Fikar J.: Reactive Ni-Ti multilayer by molecular dynamics. Philos. Mag. 1 (2025) 1-16

Gröger R.: Mechanism of magnetization reversal in bulk and nanoparticles of magnetite. Phys. Rev. B 111 (2025) 134439

Yadav A., Bajtošová L., Cieslar M., Fikar J.: Realistic grain boundaries in nanocrystalline thin films. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 33 (2025) 055018



2024

Tran N., Friák M., Miháliková I., Kiaba M., Hong N.: Profiles of oxygen and titanium point defects in ferromagnetic TiO2 films. Journal of Physics D: Applied Physics 57 (2024) 265302

Gröger R., Fikar J.: Nucleation of threading dislocations in atomistic simulations of strained layer epitaxy of III-nitrides. Acta Mater. 264 (2024) 119570

Sojková T., Gröger R., Poloprudský J., Kuběna I., Schneeweiss O., Sojka M., Šiška (Kavčiaková) Z., Pongrácz J., Pizúrová N.: Kinetics of spontaneous phase transitions from wüstite to magnetite in superparamagnetic core-shell nanocubes of iron oxides. Nanoscale 16 (2024) 5551-5560

Pizúrová N., Gröger R.: Nanosvět, v němž je sekunda téměř věčností. Vesmír 103 (2024) 292-295

Bonneville J., Coupeau C., Douin J., Gröger R.: Screw dislocation dipoles in niobium: combination of STM observations and atomistic simulations. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 32 (2024) 065021

Yadav A., Bajtošová L., Cieslar M., Fikar J.: Two phase model for inverse Hall Petch effect in nanocrystalline thin film: Atomistic simulation study. Acta Mater. 276 (2024) 120084


všechny publikace