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 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]
Mgr. Tereza Sojková, Ph.D. +420 532 290 458422 [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]
Mgr. Adam Fedor +420 532 290 451308 [javascript protected email address]
Bc. Miroslav Polách +420 532 290 451308 [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

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.

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.

2025



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


2024

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

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


2023

Pizúrová N., Hlaváček A., Šiška (Kavčiaková) Z., Roupcová P., Kuběna I., Buršík J., Sokovnin S.: Nanoceria prepared by electron beam evaporation. NANOCON 2022 Conference proceedings 2022 (2023) 33-38

Gröger R., Holzer J., Kruml T.: Twinning and antitwinning in body-centered cubic metals. Comp. Mater. Sci. 216 (2023) 111874

Verma R., Ostapovec A.: On the interaction of migrating {11-26} twin boundary with nucleus of {10-12} twin in Mg at T -> 0 K. Low Temp. Phys. 49 (2023) 1257-1262

Pongrácz J., Vacek P., Gröger R.: Recombination activity of threading dislocations in MOVPE-grown AlN/Si {111} films etched by phosphoric acid. J. Appl. Phys. 134 (2023) 195704

Holzer J., Husťák M., Hegrová J., Gröger R.: Grain coarsening of columnar iron polycrystals by repetitive cold work and annealing. Metall. Mater. Trans. A 54 (2023) 439-449

Zelený M., Ostapovec A., Fridrich L., Šesták P., Heczko M., Kruml T.: On mechanical twinning in tetragonal lattice. Philos. Mag. 103 (2023) 119-136

Friák M., Tran N., Meduňa M., Gazdová K., Pavlů J., Munzar D., Hong N.: Vacancy-induced magnetic states in TiO2 surfaces. J. Appl. Phys. 134 (2023) 013902

Kloenne Z., Couzinié J., Heczko M., Gröger R., Viswanathan G., Clark W., Fraser H.: On the bcc/B2 interface structure in a refractory high entropy alloy. Scr. Mater. 223 (2023) 115071

Ji Y., Frentrup M., Zhang X., Pongrácz J., Fairclough S., Liu Y., Zhu T., Oliver R.: Porous pseudo-substrates for InGaN quantum well growth: Morphology, structure, and strain relaxation. J. Appl. Phys. 134 (2023) 145102

Máthis K., Farkas A., Knapek M., Ostapovec A., Farkas G., Németh G., Harcuba P., Drozdenko D.: The influence of gadolinium concentration on the twin propagation rate in magnesium alloys. J. Alloys Comp. 948 (2023) 169635

Sojková T., Rizzo G., Di Girolamo A., Avugadda S., Soni N., Milbrandt N., Tsai Y., Kuběna I., Sojka M., Silvestri N., Samia A., Gröger R., Pellegrino T.: From core-shell FeO/Fe3O4 to magnetite nanocubes: Enhancing magnetic hyperthermia and imaging performance by thermal annealing. Chem. Mater. 35 (2023) 6201-6219


všechny publikace