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)

Vědečtí pracovníci


JménoTelefonMístnostE-mail
Mgr. Jan Fikar, Ph.D. +420 532 290 429 421 fikar@ipm.cz
Mgr. Andrej Ostapovec, Ph.D. +420 532 290 429 421 ostapov@ipm.cz

Doktorandi


JménoTelefonMístnostE-mail
Ing. Zdeněk Antoš +420 532 290 451 308 antos@ipm.cz
Ing. Jakub Holzer +420 532 290 451 308 holzer@ipm.cz
Ing. Jakub Pongrácz +420 532 290 451 308 pongracz@ipm.cz
Mgr. Tereza Sojková +420 532 290 451 308 sojkova@ipm.cz
Ing. Petr Vacek +420 532 290 451 308 vacek@ipm.cz
M.Tech. Ritu Verma +420 532 290 461 427 verma@ipm.cz


ČísloNázevŘešitel
FW01010183 Nová generace integrace mikroskopie atomárních sil a elektronové mikroskopie (GEFSEM) doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
19-23411S Souhra plasticity a magnetismu v alfa-železe a chromu doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.

VŠECHNY PROJEKTY


ČísloNázevŘešitel
TN01000071 Národní centrum kompetence Mechatroniky a chytrých technologií pro strojírenství doc. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
TN01000015 Národní centrum kompetence STROJÍRENSTVÍ doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
8J19UA037 Neschmidovské chování dislokací v hořčíku a jeho slitinách Mgr. Andrej Ostapovec, Ph.D.
763685 BACK FOR THE FUTURE (CZ) doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
RFCS-02-2016 ID:747266 Innovative approach to improve fatigue performance of automotive components aiming at CO2 emissions reduction (INNOFAT) doc. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
PCCL-K1 K1-Center in Polymer Engineering and Science doc. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
CZ.01.1.02/0.0/0.0/15_019/0004399 Výzkum a vývoj technologií přesného lití nových typů odlitků leteckých motorů a integrálně litých axiálních kol turbodmychadel doc. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
CZ.01.1.02/0.0/0.0/15_019/0002421 Výzkum a vývoj pokročilých technologií přesného lití nových typů odlitků tepelně exponovaných částí turbodmychadel ze superslitin na bázi niklu doc. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
LQ1601 CEITEC 2020 doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
CZ.1.07/2.3.00/20.0214 Rozvoj lidských zdrojů ve výzkumu fyzikálních a materiálových vlastností modelových, nově vyvíjených a inženýrsky aplikovaných materiálů doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
7AMB12SK009 Mikrostruktura slitin na bázi Fe-Al Ing. Yvonna Jirásková, Ph.D.
CZ.1.07/2.4.00/17.0006 Budování a rozvoj vědecko-výzkumné spolupráce s výzkumnými a průmyslovými partnery doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
CZ.1.05/1.1.00/02.0068 CEITEC – Středoevropský technologický institut doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
P108/11/1350 Vlivy jádra a povrchu nanozrn na strukturní a fyzikální vlastnosti materiálů na bázi železa připravených mletím a mechanickým legováním Ing. Yvonna Jirásková, Ph.D.
P204/10/0255 Výpočet Peierlsovy bariéry v bcc kovech a její závislosti na napětí doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.
Marie-Curie International Reintegration Grant (IRG), No. 247705 “MesoPhysDef” Mezoskopický rámec pro modelování fyzikálních procesů ve vícefázových materiálech s defekty doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D.

VŠECHNY PROJEKTY

Zetasizer Ultra Malvern

Kontakt: doc. Ing. Stanislava Fintová, Ph.D.
Zetasizer Ultra je zařízení pro měření velikosti částic v rozmezí 0,3 nm až 10 µm, náboje a koncentrace částic.


2021

Ostapovec A., Kushnir K., Máthis K., Šiška F.: Interaction of Migrating Twin Boundaries with Obstacles in Magnesium. Metals 11 (2021) 154



2020

Fikar J., Schäublin R.: Stability of small vacancy clusters in tungsten by molecular dynamics. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B 464 (2020) 56-59

Šťastný P., Vacek P., Trunec M.: Characterization of microstructure and phase distribution of sintered multiphasic calcium phosphate bioceramics. Ceram. Int. 46 (2020) 5500-5504

Antoš Z., Vacek P., Gröger R.: Intersections of two stacking faults in zincblende GaN. Comp. Mater. Sci. 180 (2020) 109620

Gröger R., Vítek V.: Single crystal yield criterion for chromium based on atomistic studies of isolated 1/2[111] screw dislocations. Int. J. Plast. 132 (2020) 102733

Gröger R., Vítek V., Dlouhý A.: Effective pair potential for random fcc CoCrFeMnNi alloys. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 28 (2020) 075006

Ostapovec A., Serra A.: Review of Non-Classical Features of Deformation Twinning in hcp Metals and Their Description by Disconnection Mechanisms . Metals 10 (2020) 1134-1154



2019

Ostapovec A., Gornakova A.: On faceting of {10 -11} and {10-12} twin boundaries in hcp metals. Mater. Lett. 247 (2019) 99-101

Que Z., Seifert H., Spätig P., Zhang A., Holzer J., Rao G., Ritter S.: Effect of dynamic strain ageing on environmental degradation of fracture resistance of low-alloy RPV steels in high-temperature water environments. Corros. Sci. 152 (2019) 172-189

Que Z., Seifert H., Spätig P., Holzer J., Zhang A., Rao G., Ritter S.: Environmental degradation of fracture resistance in high-temperature water environments of low-alloy reactor pressure vessel steels with high sulphur or phosphorus contents. Corros. Sci. 154 (2019) 191-207

Brož P., Zelenka F., Sopoušek J., Hejduková M., Sojková T., Zobač O.: Thermal analysis and Knudsen effusion mass spectrometry combined in a specially-adapted commercial skimmer coupled instrument (Netzsch). CALPHAD 65 (2019) 86-92

Gröger R., Vítek V.: Impact of non-Schmid stress components present in the yield criterion for bcc metals on the activity of {110}<111> slip systems. Comp. Mater. Sci. 159 (2019) 297-305

Ostapovec A., Serra A., Pond R.: Non-diffusional growth mechanism of I1 basal stacking-faults inside twins in hcp metals. Scr. Mater. 172 (2019) 149-153

Gröger R., Chlup Z., Sojková T., Kuběna I.: Interplay of slip and twinning in niobium single crystals compressed at 77 K. J. Mater. Res. 34 (2019) 261-270

Lee L., Frentrup M., Vacek P., Massabuau F., Kappers M., Wallis D., Oliver R.: Investigation of MOVPE-grown zincblende GaN nucleation layers on 3CSiC/ Si substrates. J. Cryst. Growth 524 (2019) 125167

Heczko M., Esser B., Gröger R., Feng L., Mazánová V., Wang Y., Mills M.: Structure, Morphology and Coarsening Behavior of MX (NbC) Nanoprecipitates in Fe-Ni-Cr Based Alloys. Microscopy and Microanalysis 25 (2019) 2612-2613

Friák M., Buršíková V., Pizúrová N., Pavlů J., Jirásková Y., Homola V., Miháliková I., Slávik A., Holec D., Všianská M., Koutná N., Fikar J., Janičkovič D., Šob M., Neugebauer J.: Elasticity of Phases in Fe-Al-Ti Superalloys: Impact of Atomic Order and Anti-Phase Boundaries. Crystals 9 (2019) 299

Tinoco Navarro H., Holzer J., Pikálek T., Buchta Z., Lazar J., Chlupová A., Kruml T., Hutař P.: Determination of elastic parameters of Si3N4 thin films by means of a numerical approach and bulge tests. Thin Solid Films 672 (2019) 66-74

Lee L., Frentrup M., Vacek P., Kappers M., Wallis D., Oliver R.: Investigation of stacking faults in MOVPE-grown zincblende GaN by XRD and TEM. J. Appl. Phys. 125 (2019) 105303

Vacek P., Kostelník P., Gröger R.: Correlation of Structure and EBIC Contrast from Threading Dislocations in AlN/Si Films. Phys. Stat. Sol. B 256 (2019) 1900279


všechny publikace