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 429421 [javascript protected email address]
Mgr. Andrej Ostapovec, Ph.D. +420 532 290 429421 [javascript protected email address]

Doktorandi


JménoTelefonMístnostE-mail
Ing. Zuzana Kavčiaková +420 532 290 451308 [javascript protected email address]
Ing. Jakub Pongrácz +420 532 290 451308 [javascript protected email address]
Mgr. Tereza Sojková +420 532 290 451308 [javascript protected email address]
M.Tech. Ritu Verma +420 532 290 461427 [javascript protected email address]
M.Tech. Ankit Yadav +420 532 290 451308 [javascript protected email address]


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 2020doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
CZ.1.05/1.1.00/02.0068 CEITEC – Středoevropský technologický institutdoc. 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.

2023

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


2022

Gamanov Š., Holzer J., Roupcová P., Svoboda J.: High temperature oxidation kinetics of Fe 10Al 4Cr 4Y2O3 ODS alloy at 1200 1400 C. Corros. Sci. 206 (2022) 110498

Ostapovec A., Verma R., Serra A.: Unravelling the nucleation and growth of {1 1 -2 2} twins. Scr. Mater. 215 (2022) 114730

Vrchovecká K., Weiser A., Přibyl J., Kuta J., Holzer J., Pávková Goldbergová M., Sobola D., Dlouhý A.: A release of Ti-ions from nanostructured titanium oxide surfaces. Surfaces and Interfaces 29 (2022) 101699

Verma R., Král L., Ostapovec A.: Faceting of {11-26} twin interfaces in rolled pure magnesium. Philos. Mag. 102 (2022) 861-874

Holzer J., Gamanov Š., Luptáková N., Dlouhý A., Svoboda J.: Coarsening Kinetics of Y2O3 Dispersoid in New Grade of Fe-Al-Cr-Based ODS Alloy. Metals 12 (2022) 12020210

Pizúrová N., Buršík J., Sojková T., Roupcová P., Schneeweiss O.: Magnetic properties and morphology of ultra-small iron oxide nanoparticles. J. Phys.: Conf. Series 2315 (2022) 012023

Bajtošová L., Křivská ., Králík ., Veselý J., Hanuš J., Harcuba P., Fikar J., Yadav A., Cieslar M.: Deformation mechanisms of Al thin films: In-situ TEM and molecular dynamics study. Scr. Mater. 215 (2022) 114688

Svoboda J., Bořil P., Holzer J., Luptáková N., Jarý M., Mašek B., Dymáček P.: Substantial Improvement of High Temperature Strength of New-Generation Nano-Oxide-Strengthened Alloys by Addition of Metallic Yttrium. Materials 15 (2022) 15020504


2021

Tinoco Navarro H., Hutař P., Kruml T., Holzer J.: Modeling of elastoplastic behavior of freestanding square thin films under bulge testing. Acta Mechanica 232 (2021) 2715-2731

Kvashin N., Ostapovec A., Anento N., Serra A.: On the migration of {332}<110> tilt grain boundary in bcc metals and further nucleation of {112} twin. Comp. Mater. Sci. 196 (2021) 110509

Holzer J., Chlup Z., Kruml T., Gröger R.: Plastic deformation of magnetically isotropic Cr single crystals compressed at 77 K. Int. J. Plast. 138 (2021) 102938

Gröger R., Šremr J., Vydrová J.: Uniqueness and stability of activated dislocation shapes in crystals. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 29 (2021) 025006

Pal-Val P., Vatazhuk O., Ostapovec A., Král L., Pinc J.: Thermoactivated Dislocation Motion in Rolled and Extruded Magnesium: Data of the Low-Temperature Acoustic Experiment . Metals 11 (2021) 1647

Tinoco Navarro H., Holzer J., Pikálek T., Sobota J., Fořt T., Matějka M., Kruml T., Hutař P.: Determination of the yield stress in Al thin film by applying bulge test. Journal of Physics: Conference Series 1777 (2021) 012030

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

Gröger R.: Symmetry-adapted single crystal yield criterion for non-Schmid materials. Int. J. Plast. 146 (2021) 103101

Holzer J., Marshall A., Stejskal P., Stephens C., Vystavěl T.: Large area EBSD mapping using a tilt-free configuration and direct electron detection sensor. Microscopy and Microanalysis 27 (2021) 1832-1835

Marshall A., Holzer J., Stejskal P., Stephens C., Vystavěl T., Whiting M.: The EBSD spatial resolution of a Timepix-based detector in a tilt-free geometry. Ultramicroscopy 226 (2021) 113294

Vacek P., Frentrup M., Lee L., Massabuau F., Kappers M., Wallis D., Gröger R., Oliver R.: Defect structures in (001) zincblende GaN/3C-SiC nucleation layers. J. Appl. Phys. 129 (2021) 155306

Heczko M., Mazánová V., Gröger R., Záležák T., Hooshmand M., George E., Mills M., Dlouhý A.: Elemental segregation to lattice defects in the CrMnFeCoNi high-entropy alloy during high temperature exposures. Acta Mater. 208 (2021) 116719

Bajtošová L., Králík ., Křivská ., Veselý J., Fikar J., Cieslar M.: In-situ TEM deformation of free-standing thin films and molecular dynamics simulations. AIP Conference Proceedings 2411 (2021) 030002


2020

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

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

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

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


všechny publikace