«MAY JUN JUL » 19 2008 2009 2010 13 captures 24 Feb 09 - 11 Dec 09

Close Help

ZPRÁVA O ČINNOSTI Fyzikálního ústavu AVČR ZA ROK 2006

1. Vědecká činnost pracoviště a uplatnění jejích výsledků

1a) Stručná charakteristika vědecké činnosti pracoviště:

Výzkum realizovaný ve Fyzikálním ústavu AVČR se soustřeďuje na fyziku elementárních částic, kondenzovaných systémů, pevných látek, optiku, laserové plazma a výkonové laserové systémy.

Badatelé FZÚ jsou zapojeni do evropského a světového fyzikálního výzkumu nejen spoluřešením významných evropských i mimoevropských programů. Vzdělávají též řadu zahraničních doktorandů, z Evropské unie pak zejména v rámci různých programů "Marie Curie". Zdárně pokračuje spolupráce s předními zahraničními laboratořemi, jako jsou např. CERN, DESY, FERMILAB, Institut Laue Langevin, synchrotrony ESFR v Grenoblu, ELETTRA v Terstu, APS v Chicagu, Hitachi Cambridge Laboratory a další. Naše laboratoř PALS, kterou provozujeme společně s ÚFP AV ČR, úspěšně pokračovala ve spolupráci s předními evropskými laserovými laboratořemi v rámci konsorcia LASERLAB-EUPROPE. Badatelé FZÚ zaznamenali úspěchy též v účasti na mezinárodním projektu "Pierre Auger Observatory". Několik laboratoří FZÚ se svými projekty zapojilo do nového programu "Nanotechnologie pro společnost", který umožňuje výzkum v perspektivních oborech fyziky pevných látek resp. kondenzovaných systémů. Jde např. o vývoj nanokompozitních materiálů obsahujících magnetické nanočástice, výzkum struktur pro spintroniku a kvantových jevů v nanoelektronice a v neposlední řadě o příspěvek k vývoji nové generace nanofarmak. Výzkum spintroniky v ústavu se i v letošním roce nadále úspěšně rozvíjel a ohlas světové odborné veřejnosti na dosažené výsledky výrazně vzrostl, o čemž svědčí i prudký nárůst citovanosti.

Výzkumná činnost a provoz FZÚ byly finančně zajišťovány především pěti výzkumnými záměry, šesti Centry základního a jedním aplikovaného výzkumu programu MŠMT, z nichž 3 FZÚ koordinuje, čtyřmi (2+2) projekty programu "Nanotechnologie pro společnost", dalšími 154 projekty podporovanými domácími poskytovateli a 28 granty a projekty financovanými ze zahraničí.

Produktivní je spolupráce s domácími universitami a dalšími VŠ zejména Univerzitou Karlovou, Universitou Palackého v Olomouci, Jihočeskou univerzitou v Českých Budějovicích, Západočeskou univerzitou v Plzni, ČVUT a VŠCHT, a to nejen v oblasti výzkumu, ale i v pedagogické činnosti. Společný výzkum je provozován v rámci Center základního výzkumu, společných laboratoří s VŠ a společných výzkumných projektů. Současně je FZÚ školícím pracovištěm pro studenty magisterského a doktorského studia.

1b) Výčet vybraných nejdůležitějších výsledků vědecké činnosti pracoviště a jejich aplikací

Z řady výsledků vědeckých pracovníků a badatelských kolektivů je v příloze k této zprávě uveden formou anotace alespoň jeden příspěvek za každý výzkumný záměr FZÚ, a to:

Změření účinného průřezu produkce kvarků c a b na Experimentu H1.
Predikce anizotropní segregace příměsí na hranicích zrn.
Podstata tvrdosti materiálů s iontovou a kovalentní vazbou.
Počítačové simulace mechanických, transportních a chemických vlastností nanostruktur.
Stanovení horní meze zastoupení fotonů s energii vyšší než 1019 eV v kosmickém zářeni.
Využití RTG laseru pro generaci a sondování velmi hustého plazmatu.

 

Jen jako příklady dalších významných výsledků výzkumných záměrů a grantových projektů řešených ve FZÚ uvádíme:

(1) V rámci mezinárodního projektu observatoře Pierra Augera, který studuje kosmické záření o ultra vysokých energiích též optickými metodami, byl ve FZÚ vyvinut robotický teleskop FRAM, který kromě pravidelného sledování atmosféry nad observatoří zaznamenal jako jediný na světě optický dosvit gama záblesku GRB060117 detekovaného družicí SWIFT a získal tak světově unikátní data. Astron. Astrophys. 454: L119-L122 (2006). (B).

(2) Byla předpovězena taková anizotropie tunelovací magnetorezistence nejen ve feromagnetických polovodičích, ale i v tradičních kovových feromagnetech s vysokou Curieovou teplotou, že je reálné pokusit se připravit nové spintronické součástky s jedinou magnetickou vrstvou. Phys. Rev. B73: 024418 (2006). (B).

(3) Pro chemický kyslík-jódový laser byl navržen a otestován účinnější generátor singletového kyslíku se separací plynné fáze od kapek pracovního roztoku pomocí originálně navrženého odstředivého separátoru. Proc. SPIE 6261: 62611S1-S11 (2006). (C).

(4) V teorii středního pole spinových skel se podařilo vysvětlit původ parametrů uspořádaní a rozšířit stávající termodynamickou teorii o konsistentní popis nízkoteplotní fáze. Phys. Stat. Solidi (b) 243: 716 (2006), Phys. Rev. B74: 054207 (2006). (B).

(5) Byl vypracován přehledový článek zaměřený na teoretický popis strukturních, magnetických, magneto-transportních a magneto-optických vlastností feromagnetických polovodičů typu (III,Mn)V, zejména (Ga,Mn)As. Jedním ze základních témat článku je analýza podmínek dosažení přechodu do feromagnetického stavu nad pokojovou teplotou, což by významně rozšířilo možnosti aplikace těchto polovodičů v mikroelektronice. Rev. Mod. Phys. 78: 809-864 (2006). (B).

(6) Poprvé byla prokázána laditelnost dielektrické konstanty tenkých vrstev SrTiO3 elektrickým polem až do THz frekvenční oblasti, a to i při pokojové teplotě. Efekt byl vysvětlen růstem frekvence feroelektrického měkkého módu s nárůstem elektrického pole. Appl. Phys. Lett., 88, 102901 (2006); Appl. Phys. Lett., 89: 174105 (2006). (C).

(7) Byly syntetizovány nové chirální kapalně krystalické monomery. Jejich polymerizace umožní přípravu odpovídajících feroelektrických polymerů řiditelných elektrickým polem a tedy využitelných v elektrooptických aplikacích. Liquid Crystals, 33: 559-566 (2006). (C). .

(8) Metodami rentgenové topografie in situ a post mortem s využitím synchrotronového záření bylo prokázáno, že dvojčatová hranice představuje významnou překážku šíření skluzu pro různá vzájemná natočení bikrystalických zrn FeSi, a to i v případě, že zrna mají během deformace společný skluzový systém. J. Phys. D: Appl. Phys. 39: 4440-4449 (2006). (C).

(9) Na základě výsledků systematického experimentálního studia martezitických fázových trans-formací v termomechanicky namáhaných vzorcích ze slitiny s tvarovou pamětí NiTi byl vyvinut mikromechanický model schopný postihnout složité funkční chování tohoto materiálu. J.M.E.T. ASME, 128: 268-278 (2006); Mech.Mat. 38: 475-492 (2006). (C).

(10) Bylo dosaženo reprodukovatelného nízkoteplotního MBE růstu tenkých vrstev zředěných magnetických polovodičů, především (Ga,Mn)As. Rentgenovou holografií bylo zjištěno, že ve struktuře těchto vrstev atomy Mn substituují atomy Ga. J. Appl. Cryst. 39: 735-738 (2006). (B).

(11) Pomocí mikroskopie atomových sil a transmisní elektronové mikroskopie příčného průřezu byla zjištěna sloupcovitá nanostruktura amorfního Si o průměru desítek nm. Appl. Phys. Lett. 89: 051922 (2006). (B).

(12) Vysokou depoziční rychlostí byly připraveny a následně detailně charakterizovány různé formy tenkovrstvého křemíku. Thin. Solid. Films 501: 107 - 112 (2006); J. Non-Cryst. Solids 352: 1097 - 1100 (2006); J. Non-Cryst. Solids 352: 1209 - 1212 (2006). (B).

(13) Byl vyvinut nový scintilační materiál na bázi lutecitého granátu s výrazně potlačenými "antisite defekty", což eliminuje nežádoucí velmi pomalé komponenty dosvitu. Appl. Phys. Letters 88, (2006) 141916. (B).

(14) Zvládnutí deposice 40-500 nm tenkých vrstev nanokrystalického diamantu na skleněné podložky při vysokých hodnotách nukleace umožnilo úspěšně provést pokusy s využitím těchto vrstev jako bio-čipů pro DNA analýzu a jako biokompatibilních podložek pro pěstování buněčných kultur. Diamond Relat. Mater. 15: 745-748 (2006). (B).

(15) V nanokrystalických diamantových vrstvách silně legovaných bórem se při teplotě 1,2 K - 100 K podařilo prokázat existenci tzv. slabé lokalizace nosičů náboje. Toto zjištění umožnilo vytvořit nový model vysvětlující nedávno objevenou nekonvenční supravodivost bórem legovaného diamantu, jehož kritické teploty leží v oboru 1,2 K - 8,0 K. Appl. Phys. Lett. 88: 092107 (2006); Dimonond Rel. Mater. 15: 1863-1867 (2006) a 16: (2007) v tisku. (B).

(16) Byl vyřešen problém relativistického pohybu částice s libovolným poločíselným spinem v poli buzeném bodovým elektrickým nábojem. J. Phys. A 29: 10931-10944 (2006). (B).

(17) Byl zjištěn mimořádně silný vliv vysokých hydrostatických tlaků na magnetické a strukturní vlastnosti materiálů Er5Si4, La(FeSi)13 a (LaCa)MnO3, které vykazují extrémní hodnoty magneto-kalorického jevu. Rozdílný charakter magnetických interakcí v těchto materiálech umožnil určit obecné i specifické jevy vyvolané působením vysokých tlaků. Phys. Rev. B74 (2006) 134427; Appl. Phys. Lett. 89: 172513 (2006). (B).

(18) U feroelektrických materiálů SrTiO3 a KTaO3 byla při nízkých teplotách a UV ozařování zjištěna generace elektronových a děrových polaronů, které vyvolávají mezoskopický jev doprovázený vznikem mohutné fotodielektrické odezvy. J. Appl. Phys. 100: 023106 (2006). (C).

(19) Ve směsích molekulárních plynů CO, CO2, N2 a H2O byly pomocí laserových pulsů systému PALS simulovány chemické děje vedoucí ke vzniku aminokyselin, které zřejmě probíhaly v rané zemské atmosféře působením blesků či dopadem mimozemských těles. Spektroskopická měření zjistila dominantní emisi C2 a CN radikálů a určila vibrační teplotu radikálů na úrovni tisíců Kelvina. J. Phys. Chem. A110: 12113 (2006). (B)
 

1c) Nejvýznamnější popularizační aktivity pracoviště:

Pracovníci ústavu přibližovali nejširší veřejnosti aktuální témata fyziky řadou popularizačních článků, přednášek a interview poskytovaných především ČRo 1 -Radiožurnál a Leonardo. Vystupovali také v pořadech ČT, např. Planeta věda, Na plovárně a Dobré ráno s ČT. V pořadu České hlavy na ČT1 byl dán prostor 10 badatelským skupinám z FZÚ odvysíláním dvouminutových spotů: Technologie výroby velkoplošných zrcadel (výsledek Společné laboratoře optiky FZÚ AV ČR a Univerzity Palackého v Olomouci); Jak vidět neviditelné záření; Grid - vědecký superpočítač; Laser pro nové technologie; Matematika v boji s nádory; Pohled na krystalky zeolitu; Aby kovy nekřehly; Na obvody plazmovou tryskou; Jak spočítat tvrdost; Na magnetismus mikroskopem. Z deníků s celorepublikovou a regionální působností, které věnovaly pozornost FZÚ, uveďme např. Lidové noviny, Mladou frontu DNES, Magazín Práva, Ekonoma, Hospodářské noviny, Technický týdeník, Pátek Lidových novin, Právo, Květy, Deník Mostecka, Deník Chomutovska, Orlické noviny, Boleslavský deník.

K realizaci akce "Věda v ulicích" pořádané AV ČR přispělo 11 pracovníků FZÚ. Někteří z nich se podíleli na této akci jak v Praze tak i v Plzni.

Během letošního Týdne vědy a techniky (TVT) byla přednesena v budově Akademie věd přednáška pro studenty: "Jak se počítá tvrdost materiálu z prvních principů". Naši badatelé také vystoupili v reportáži ČT o TVT. Během Dnů otevřených dveří (DOD) si laboratoře FZÚ prohlédlo 610 návštěvníků, z toho 512 studentů a s ÚFP společnou laboratoř PALS dalších téměř 200 zájemců. Díky velkému ohlasu na DOD přišly ještě koncem roku zhlédnout laboratoře FZÚ další skupiny studentů a žáků.

Exkurze studentů probíhaly ve FZÚ již v prvním pololetí tohoto roku. Např. v rámci celopražské soutěže základních škol "O klobouk kouzelníka Pokustóna" navštívila ústav třída žáka, který v této soutěži velmi dobře uspěl. Dále ústav navštívili účastníci kurzů fyziky pro středoškoláky, které pořádaly FJFI ČVUT a MFF UK. Badatelé FZÚ organizovali celoevropskou akci "European masterclasses in high energy physics" pro středoškolské studenty i jejich učitele a týdenní pobyt studentů gymnázia v Prostějově ve FZÚ, který byl převážně věnován fyzice vysokých energií. Naši badatelé byli naopak zváni jako přednášející na různé akce pořádané středními i vysokými školami.

Fyzikální ústav se také podílel na projektu "Otevřená věda", který probíhá v rámci AV ČR. Řada našich badatelů se ho zúčastnila svými přednáškami na seminářích pro středoškolské učitele a na svých pracovištích vedla stáže středoškoláků. Kromě toho byli badatelé FZÚ konzultanty středoškolských studentů zapojených do středoškolské odborné činnosti 2005/2006.
 

 

1d) Domácí a zahraniční ocenění zaměstnanců pracoviště:

Akademická rada udělila Cenu Akademie věd ČR pro mladé vědecké pracovníky Mgr. Dr. Filipu Kadlecovi za vynikající vědecký výsledek "Realizace originálních experimentálních metod v časově rozlišené terahertzové spektroskopii kondenzovaných látek". Prémii Otto Wichterleho získali doc. RNDr. Ondřej Haderka, Ph.D., Ing. Ján Lančok, Ph.D. a doc. RNDr. Jan Peřina ml., Ph.D.

Dále udělila Akademická rada Akademie věd ČR na návrh FZÚ Čestnou medaili "DE SCIENTIA ET HUMANITATE OPTIME MERITIS" prof. Dr. Theodoru Wolfgangu Hänschovi, Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching, SRN a Čestnou oborovou medaili E. Macha za zásluhy ve fyzikálních vědách prof. Anatoly Nikitinovi, Dr.Sc., Institut of Mathemamtics of NAS of Ukraine, prof. Peteru Heinzovi Dederichsovi, Institut für Festkörperforschung, Jülich, Německo a Dr. Gérardu Jamelotovi, Université Paris-Sud, Francie.

Prof. Ing. Jiří Niederle, DrSc. byl zvolen členem Academia Scientiarum et Artium Europea.

Cenu Josefa Hlávky získal Ing. Alexander Deyneka, Ph.D.

1e) Závažné specifické informace o pracovišti, změnách v jeho struktuře a vědecké orientaci, o výsledcích atestací a o překážkách a problémech v činnosti pracoviště:

V letošním roce zahájila svoji činnost ve FZÚ dvě Centra základního výzkumu a jedno Výzkumné centrum programu MŠMT. Jsou to: "Centrum studia materiálů s využitím synchrotronového záření", koordinátor: UK v Praze; "Struktury pro nanofotoniku a nanoelektroniku", koordinátor: VUT v Brně; "Detekční systémy a související technologie pro nízkofotonové aplikace", koordinátor: Univerzita Palackého v Olomouci, Společná laboratoř optiky UP a FZÚ AV ČR, Olomouc.

Bylo zřízeno nové vědecké oddělení nízkoteplotního plazmatu.

2.  Vědecká a pedagogická spolupráce pracoviště s vysokými školami

2a)  Nejvýznamnější vědecké výsledky pracoviště vzniklé ve spolupráci s vysokými školami

Ve spolupráci UP v Olomouci byl postaven vláknový interferometr, který je schopen přenést informaci zakódovanou ve dvou kvantových bitech (qubitech) do stavu jednoho tří-dimenzionálního kvantového objektu (qutritu). S interferometrem byly provedeny testy kódování a zpětného dekódování s fidelitou dosahující pro všechny vstupní stavy ~ 94%. Tak vysoké hodnoty jsou na hranici experimentálních možností vůbec. Phys. Rev. A 74: 042327 (2006).

Společně s MFF UK byla s femtosekundovým rozlišením změřena ultra rychlá složka fotoluminiscence v křemíkových nanokrystalech. J. Appl. Phys. 99: 116108 (2006).

Vliv fosforu a křemíku na interkrystalické křehnutí slitin na bázi železa ( ocelí a na mechanismus praskání po hranicích zrn byl vysvětlen ve spolupráci s VUT Brno, STU Bratislava a IMP Ljubljana. Surf. Interface Anal. 38: 401-405 (2006).

Ve spolupráci s Fakultou elektrotechniky a komunikačních technologií, VUT v Brně byl řešen projekt GAČR č. 102/06/0866 "Nelineární elektroakustická spektroskopie pevných látek". Navíc byla také rozvíjena magnetické metoda, která je doplňkovou k nelineární elektroakustické metodě. NDT & E International 39: 554-561 (2006).

Ve spolupráci s Přírodovědeckou fakultou MU, Brno se podařilo pomocí technologických parametrů ovlivňovat tvar polovodičových kvantových teček (KT) a tím pozměňovat polohu a vzdálenost elektronových a děrových hladin. Appl. Phys. Lett. 89 (2006), 153108( Physica E (2006), in print( Mater. Sci. Eng. C 26, (2006) 983 - 98.

2b)  Nejvýznamnější výsledky činnosti výzkumných center a dalších společných pracovišť ústavu s vysokými školami

(1) V rámci Centra částicové fyziky (LC527) se skupina pracovníků FZÚ, MFF UK a FJFI ČVUT podílela na zpracování a fyzikální analýze dat ze srážek antiprotonů s protony v experimentu D0 na urychlovači Tevatron ve Fermiho národní laboratoři u Chicaga. Byla získána řada nových informací o produkci a vlastnostech kvarků t a b a hledány supersymetrické částice a další projevy "nové fyziky". Phys. Lett. B 638: 119-127 (2006).

(2) Jako vůbec první v celosvětovém měřítku se podařilo v rámci "Centra nanotechnologií a materiálů pro nanoelektroniku" (LC510) aplikovat opticky indukovanou rozloženou zpětnou vazbu DFL (Distributed Feedback Laser) na tenkou aktivní vrstvu Si-nc/SiO2, t.j. Si nanokrystaly zabudované v SiO2 matrici. Funkčnost navrženého optického systému s DFL byla otestována na metanolovém roztoku organických barviv dosažením laditelné laserové emise. I když na tenké vrstvě Si-nc/SiO2 laserové emise nebylo dosaženo, bylo pozorováno značné rozšíření módu rezonátoru a významné snížení intenzity záření se současným zachováním citlivosti na nastavení módové selekce rezonátoru. Tvar a kontrast módu jsou totiž dány nejen kvalitou rezonátoru, ale i stupněm homogenity aktivního materiálu, který lze pomocí našeho modelu z tvaru módu odhadnout. Appl. Phys. Lett. 88 : 251105 (2006).

(3) V letošním roce bylo otevřeno centrum základního výzkumu LC06040 "Struktury pro nanofotoniku a nanoelektroniku (STRUNA)", a to ve spolupráci s Ústavem fyzikálního inženýrství Fakulty strojního inženýrství VUT Brno. Bylo vybudováno v ČR unikátní nanomanipulátorové pracoviště, které splňuje současné požadavky kladené na manipulaci a měření přenosových charakteristik jevů, a to na úrovni nanometrů. Byla navázána spolupráce s firmou Tescan, která je největším českým výrobcem rastrovacích elektronových mikroskopů.

(4) Také "Centrum studia materiálů s využitím synchrotronového záření" (LC 06058) zahájilo letos činnost. Nejdůležitějšími dosaženými výsledky jsou nalezení adsorpčního místa molekuly CO na povrchu niklu, který je částečně pokryt olovem, a určení katalytické aktivity tohoto systému.

(5) V rámci realizace dvou velkých projektů "Centra laserového plazmatu" LC528 programu MŠMT a projektu "Integrated European Laser Laboratories - LASERLAB-EUROPE" RII3-CT-2003-506350 zahrnutého do 6. Rámcového programu EC se uskutečnila v laboratoři PALS dosud nejrozsáhlejší série experimentů využívající plazmový laser na vlnové délce 21 nm. Při fokusaci těchto pulsů do stopy o průměru cca 20 mikrometrů lze vytvořit tak vysoké hustoty energie měkkého RTG záření, že je nelze generovat žádnou jinou současnou laboratorní technikou. Nejvýznamnějším letošním experimentem bylo měření transmise RTG záření hmotou vytvořenou fokusovaným RTG laserem. Měření, první svého druhu na světě, ukázalo zvýšení absorpce ionizované hmoty pro materiál, jehož elektronový obal má nezaplněnou L-slupku. Tento výzkum probíhá ve spolupráci s University of York a Lawrence Livermore National Laboratory. Další experimenty se týkaly ablace materiálů měkkým RTG zářením ve spolupráci s DESY/HASYLAB Hamburg, vývoje nových typů zesilovačů RTG laserů (spolupráce s Laboratoire d'Optiqué Applique, Francie a Instituto Superíor Téchnico, Portugalsko) a pilotního experimentu zaměřeného na diagnostiku fúzního plazmatu pomocí Thomsonova rozptylu svazku RTG laser (spolupráce s Lawrence Livermore National Laboratory, USA). Phys. Rev. Lett 97: 035001 (2006)( Appl. Phys. Lett. 89: 051501 (2006)( Phys. Rev. E 73: 047401 (2006)( Opt. Commun. 263: 98 (2006).

(6) Společná laboratoř optiky s PřF UP v Olomouci se soustředila na činnost v rámci Výzkumného centra 1M06002 "Optické struktury, detekční systémy a související technologie pro nízkofotonové aplikace". Byl proveden test použitelnosti CCD kamery s elektronovou multiplikací pro detekci ultraslabých kvantových optických polí získaných parametrickou fluorescencí, souběžně s vývojem efektivního algoritmu měření statistiky počtu fotonů a prostorových vlastností kvantových polí. Byly dokončeny experimenty s kódováním a dekódováním informace mezi qubity a qutrity a se symetrickým klonováním v objemové optice, založené na speciálně navrženém děliči, a byla započata konstrukce zdroje fotonů s proměnnou superpoissonovskou statistikou jejich počtu. Rovněž byl vyvinut technologický systém s plazmovými kanály pro nízkoteplotní plazmovou depozici ZnO a dopovaných ZnO vrstev i dalších typů oxidů. Na tuto technologickou aparaturu byla podána žádost o registraci užitného vzoru.

(7) Při řešení úkolů "Centra biomolekul a komplexních molekulárních systémů ( LC512" byl navržen a ověřen nový způsob mikroskopie v blízkém poli. Je využitelný v širokém frekvenčním pásmu, a to od mikrovln po terahertzovou oblast, a je vhodný též pro mikroskopii a spektroskopii biologických objektů. Bylo dosaženo prostorového rozlišení na úrovni dvousetiny vlnové délky. Poprvé byla použita časově rozlišená terahertzová spektroskopie, která ukázala, že vícefotonová absorpce v plynech je dominantním fotoionizačním mechanismem při excitaci zářením s vlnovou délkou 400 nm, zatímco při 800 nm převládá generace plazmatu vlivem silného elektrického pole.

(8) V rámci společné laboratoře s MFF UK a mezinárodní spolupráce byly získány a interpretovány experimentální výsledky týkající se He II, konkrétně rozpadu kvantové turbulence generované v protiproudu normální a supratekuté složky, proudění supratekutého He II vyvolaného kmity mřížky a vzniku kvantovaných vírů v He II. Phys. Rev. E 74: 026309 (2006); Phys. Rev. E 74: 036307 (2006); Phys. Rev. E 74: 056305 (2006) a 2 články přijaté v J. Low Temp. Phys.

2c)  Informace o spolupráci s vysokými školami na uskutečňování doktorských studijních programů (DSP) a magisterského a bakalářského studia

Ve školním roce 2005/6 bylo ve FZÚ školeno 96 doktorandů, které ústav vychovává společně s MFF UK, FJFI a FEL ČVUT Praha, Přírodovědeckou fakultou UP Olomouc a VŠCHT Praha ve 4 programech fyzika, aplikace přírodních věd, elektrotechnika a informatika, chemie a technologie materiálů s řadou akreditovaných oborů: biofyzika, chemická a makromolekulární fyzika; fyzika kondenzovaných látek a materiálový výzkum; fyzika plazmatu a ionizovaných prostředí; fyzika povrchů a rozhraní; kvantová optika a optoelektronika; subjaderná fyzika; teoretická fyzika, astronomie a astrofyzika; fyzikální inženýrství; elektronika; elektrotechnologie a materiály; aplikovaná fyzika; fyzika kondenzovaných látek; optika a optoelektronika; obecná fyzika a matematická fyzika; materiálové inženýrství; metalurgie. Při uskutečňování bakalářského a magisterského studia se badatelé FZÚ podíleli na vedení diplomových prací jako školitelé a konzultanti na Matematicko-fyzikální fakultě UK Praha, Přírodovědecké fakultě UP Olomouc, Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské, Fakultě biomedicínského inženýrství a Fakultě stavební ČVUT, VŠCHT Praha, 2. lékařské fakultě Praha, University of New York in Prague, VŠCHT Pardubice, Fakultě aplikované informatiky Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně, Fakultě strojního inženýrství VUT Brno, dále na Západočeské univerzitě v Plzni, Technické univerzitě v Liberci a Pedagogické fakultě Jihočeské Univerzity v Českých Budějovicích. Na fakultách též přednášeli, byli členy habilitačních i profesorských komisí, komisí pro státní závěrečné zkoušky, Vědeckých rad i Rad doktorských studijních oborů (RDSO).

3. Spolupráce pracoviště s dalšími institucemi a s podnikatelskou sférou

3a)  Společné projekty výzkumu a vývoje podpořené z veřejných prostředků

Z řady společných projektů výzkumu a vývoje podpořených z veřejných prostředků vybíráme např.:

• Spolupráci s ON Semiconductor s.r.o. v Rožnově pod Radhoštěm na vývoji detektorů pro experimenty ve fyzice částic: Byly vyvinuty technologicky velmi náročné pixelové detektory pro experiment ATLAS v CERN, Ženeva. V současné době jsou pixelové detektory instalovány v podzemní experimentální hale ATLAS urychlovače LHC. Pokračuje vývoj senzorů pro elektromagnetický kalorimetr pro experimenty se vstřícnými e+e( svazky, a dále na vývoji pixelových detektorů pro projekt MediPix.

• Projekt cíleného výzkumu "Nové hybridní magnetické materiály pro vybrané aplikace v lékařství, zobrazovací magnetickou rezonanci a magnetickou hypertermii". S100100553, spoluřešitel: Ústav makromolekulární chemie AVČR.

• Spolupráci s firmou Crytur s. r.o., Turnov se zaměřením na přípravu a proměřování vlastností scintilátorů na bázi Ce-dopovaných Al perovskitů a granátů.

• Projekt "Studium zákonitostí a možnosti ovlivnění tvorby biologických skel pro uchování biodiverzity rostlin". GAČR 522/04/0384, koordinátor: Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha - Ruzyně.

• Program "Nanotechnologie pro společnost": Nanočásticové a supramolekulární systémy pro cílený transport léčiv.

• Projekt "Nízkoenergetické struktury fotovoltaických článků a prvky FV systémů". VaV - SN- 172 - 05, koordinátor: Solartec s.r.o., Rožnov pod Radhoětěm.

• Projekt MPO "Tkaninové cévní náhrady" ve spolupráci s Výzkumným ústavem pletařským.

• Spolupráci s akciovou společností Polovodiče, Praha za finanční podpory MŠMT (OC P7.001) v rámci projektu COST, Akce P7: "Dosažení špičkové kvality monochromátorů pro synchrotronové záření".

• Projekt Ministerstva zemědělství QF3287 "Funkční potraviny ze zemědělských produktů vyrobené za použití vysokotlakého ošetření". Byly stanoveny tlakově-teplotní podmínky a jejich dynamické změny při tlakovém zpracování olivového oleje. J. Food Engineering 74: 286 (2006). Koordinuje Výzkumný ústav potravinářský, Praha.

• Multifunctional textile structures driving new production and organizational paradigms by textile SME Interoperation Across high added VALue SectOrs for knowledge based product service creation (AVALON), FP6, IP.

• Integrated Wind Turbine Design (UPWIND), FP6, IP.

• Development of a superelastic material that enables its cost effective application in highly compliant compression hosiery for over 18 millions European citizens suffering from Chronic Venus Insufficiency (LOOSE&TIGHT), FP6, COOP.

• Eco-efficient and High Productive Stone Processing by Multifunctional Materials (PRO-STONE), FP6, COLL.

• New mid-infrared sources for photonic sensors (NEMIS) , FP6, STREP.

 

3b)  Výsledky výzkumu a vývoje pro ekonomickou sféru

Bylo uzavřeno 26 hospodářských smluv. Z významnějších uvádíme smlouvu s IBOK, a.s. Bratislava: "Metodika nedeštruktívneho merania kumulovanej plastickej deformácie ocele ČSN 12021 metodou MAT a aplikovatelná in-situ na tlakových potrubích vyrobených z tohoto materiálu, včetně technické dokumentácie odpovídajícího mobilného meracieho zariadenia" a s Výzkumným ústavem pletařským, a.s., Brno: "Tkaninové cévní náhrady".

 

3c)  Nové firmy, které vznikly na základě výsledků činnosti ústavu v oblasti aplikovaného výzkumu

Žádné.

3d)  Odborné expertizy zpracované v písemné formě pro státní orgány a instituce:

Byla vypracována celá řada oponentských posudků především pro grantové agentury nebo ministerstva ČR (např. GA AV, GA ČR, GA UK nebo MŠMT, MPO. MŽP), ústavy, vysoké školy apod. Jejich celkový počet však není známý zejména z důvodu požadované anonymity oponenta.

 

4. Mezinárodní vědecká spolupráce pracoviště

4a) Přehled mezinárodních projektů, které pracoviště řeší v rámci mezinárodních vědeckých programů:

Ve FZÚ bylo řešeno celkem 28 zahraničních projektů, z toho 25 bylo financováno EC, jako např.: :

Synthesis and Orbital Magnetism of Core-shell Nanoparticles - SyntOrbMag - MRTN-CT-2004-005567.
Multi-scale Modelling and Characterisation for Phase Transformations in Advanced Materials ( MULTIMAT ( MRTN-CT-2004-505226.
Integrated European Laser Laboratories ( LASERLAB-EUROPE ( RII3-CT-2003-506350.
Diamond Research on Interfaces for Versatile Electronics ( DRIVE ( MRTN-CT-2004-512224.
Spin, Charge and Orbital Orderind in Transition Metal Oxides ( SCOOTMO ( HPRN-CT-2002-00293.
Eco-Efficient and High Productive Stone Processing by Multifunctional Materials ( PRO-STONE ( COLL-CT-2005-516417.

Ze zahraničních grantů získaných mimo EC pak např.:
Build and Operate the Silicon Detectors BST and FST of the H1 Experiment at HERA. USAF EOARD - Vývoj nového generátoru singletového kyslíku pro COIL.
ESF - S3T EUROCORES výzkumný projekt (FP 001) - MAFESMA - Tools for modeling, design and control of smart structural systems based on shape memory alloys.
Nový generátor singletového kyslíku pro COIL - FA 8655-05-C-4022 - European Office of Aerospace Research and Development.

Spoluúčast na projektech mimořádného významu:
Spolupráce ČR s CERN, podpora aktivit českých pracovišť fyziky elementárních částic v mezinárodním projektu H1 v laboratoři DESY v Hamburku; spoluúčast ČR na provozu detektoru D0 ve FERMILAB, USA; podíl českých fyziků na astrofyzikálním projektu Pierre Auger Observatory; vlastní výzkum doplněný o zajišťování všestranné odborné, technické i logistické podpory evropským experimentům na laserovém systému PALS, který je společným pracovištěm FZÚ a ÚFP AV ČR, v rámci konsorcia 17 evropských laboratoří LASERLAB-EUROPE (projekt 6RP EU: "Integrated European Laser Laboratories" RII3-CT-2003-506350); spolupráce s ELETTRA v Terstu, ESRF a Institut Laue-Langevin v Grenoble.

V rámci projektu World-Wide LHC Computing Grid (WLCG) byly pro experimenty ATLAS a ALICE zpracovány desetitisíce úloh. Důraz byl kladen na stabilitu přenosu dat mezi FZÚ a zahraničními partnery v Evropě, USA a na Tajwanu. S pomocí sdružení CESNET byla nainstalována přímá optická linka 1 Gb/s mezi FZÚ a nejdůležitějším německým výpočetním centrem fyziky částic v Karlsruhe. Navíc byla zdvojnásobena výpočetní kapacita Regionálního výpočetního centra FZÚ, která již byla využita pro simulace a rekonstrukce interakcí v rámci experimentu D0 ve Fermilab.

4b)  Nejvýznamnější vědecké výsledky dosažené v rámci mezinárodní spolupráce

Ve spolupráci s japonskou laboratoří Tohoku University, Sendai jsme prokázali aplikovatelnost metody "Magnetického adaptivního testování na nedestruktivní indikaci tvrdosti a kujnosti litin".

Pracovníci FZÚ se podíleli na montáži a instalaci jednotlivých subdetektorů detektoru experimentu ATLAS v experimentální šachtě na urychlovači LHC v CERN. Navíc zajišťují osazení již nainstalovaného hadronového kalorimetru napájecími zdroji poté, co v centrálním dráhovém detektoru v CERN již byly nainstalovány ve FZÚ vyvinuté speciální nízkovoltové napájecí zdroje.

Ve spolupráci s AIST, Tsukuba, Japonsko byly získány první experimentální výsledky studia interakce mezi křemíkovými nanokrystaly a uhlíkovými nanotubami. J. App. Phys. 99: 064306 (2006).

Pomocí molekulární epitaxe (MBE) byly připraveny ultratenké supermřížky (GaAs)2/(AlAs)2. Úhlově rozlišená synchrotronová fotoelektronová spektra, získaná a interpretovaná ve spolupráci s kolegy z Německa a Švédska, prokázala, že lze cíleně měnit energii povrchových stavů elektronů v supermřížkách. Surf. Sci. 600: 3646 (2006).

Společně s Department of Industrial Engineering, University of Parma a katedrou materiálového inženýrství Žilinské univerzity jsme vysvětlili praskání litiny po hranicích zrn feritické fáze. Mater. Sci. Technol. 22: 1415-1422 (2006).

Ve spolupráci s kolegy z RFW-Universität Bonn a MFF UK jsme vyvinuli matematický model fázové transformace a dvojčatění v původních monokrystalech slitiny s tvarovou pamětí NiMnGa. Int. J. Plasticity 10: 1943-1961 (2006).

V rámci mezinárodní spolupráce, soustředěné kolem Vienna University of Technology, se podařilo simulovat novou spektroskopickou metodu tzv. "Elektronový magnetický cirkulární dichroismus". Konkrétně šlo o výpočty elektronové struktury materiálu z prvých principů a modelování optiky elektronového transmisního mikroskopu využívajícího interference dvou koherentních elektronových svazků. Rovněž byla navržena nová spektroskopická varianta s výrazně zvýšenou citlivostí. Nature 441: 486 (2006). (B).

 

4c)  Akce s mezinárodní účastí, které pracoviště organizovalo nebo v nich vystupovalo jako spolupořadatel

Pořadatel mezinárodních konferencí

• "4th International Symposium on Laser, Scintillator and Non Linear Optical Materials",
  26. - 30. 6., Praha. 106 účastníků, 16 domácích.

• "44th EHPRG International Conference (European High Pressure Research Group)",
  3. - 8. 9., Praha. 215 účastníků, 22 domácích.

Spolupořadatel mezinárodní školy a workshopu:

• "International Workshop of Universal Network for Magnetic Nondestructive Evaluation", 16. - 17. 9., Praha. 21 účastníků, 6 domácích.

• Česko-švédský workshop "Frontiers in Theoretical magnetism", 3. - 6. 10., Praha. 31 účastníků, 17 domácích.

• XVII Česko-Polský seminář " Structural and ferroelectric phase transitions", 22. - 26. 5., Znojmo. 100 účastníků.

• Nanoteam workshop, 27. - 28.4., Praha. 115 účastníků.

• 2nd International Workshop on Physics and Technology of Thin Films, 26.-30. 6., Praha. 48 účastníků, 8 domácích.

• Workshop "Wave and Quantum Interference", 28. - 29. 9., Olomouc. 40 účastníků, 30 domácích.
   

Pořadatel mezinárodních pracovních schůzek:

• Schůzka řešitelů projektu MUNDIS. 14 účastníků, 2 domácí.

• Schůzka řešitelů projektu IP-SME AVALON. 11 účastníků, 6 domácích.

• Schůzka řešitelů projektu S3T EUROCORES MAFESMA. 15 účastníků, 7 domácích.

Jako spolupořadatelé v zahraničí:

• Z. Šourek - organizátor: Czech and Slovak Crystallography Colloquium 2006, Grenoble, Francie, 20.( 26. 6. 68 účastníků, 10 zahraničních.

Řada badatelů z FZÚ zasedala v různých mezinárodních konferenčních výborech, např.:

• P. Lejček -International Advisory Board; 2nd Int. Conf. Segregation and Precipitation´06, Košice, Slovensko 26. ( 27. 10. 2006. 43 účastníků, 39 zahraničních.

• P. Šittner - International Scientific Advisory Committee; ESOMAT, Bochum 2006, Německo, 10. ( 16. 9., 430 účastníků; koordinátor sekce Smart/Intelligent Materials při konferenci THERMEC 2006, Vancouver, Kanada, 3. (11.7. Více než 1000 účastníků.

• M. Jelínek - International Advisory Committee; 14th International School on Quantum Electronics "Laser Physics and Applications" 18. ( 22. 9., Sunny Beach, Bulharsko.

4d) Ve výčtu jmen nejvýznamnějších zahraničních návštěvníků FZÚ vybíráme jen jako příklad zlomek z jejich celkového počtu:

Prof. P. H. Dederich, Institut für Festkörperforschung, Jülich, Německo,
Prof. J. J. Niemela, zástupce ředitele ICTP Trieste, Itálie,
Prof. M. J. Sablik, Southwest Research Institute, San Antonio, Texas, USA,
Prof. D. C. Jiles, Wolfson Center for Magnetics Technology, Cardiff University, Velká Británie,
Prof. F. Fiorillo, Instituto Elettrotecnico Nazionale, GALILEO FERRARIS, Strada delle, Cacce 91, 1-135 Torino, Itálie,
Prof. F. M. Braz Fernandes, Universidade Nova de Lisboa, Portugalsko,
Prof A.W.Anson, Brunel University, Velká Británie,
Prof. W. J. Nellis, Dept. of Physics, Harvard University, USA,
Prof. M. R. Ibarra, University of Zaragoza, Španělsko,
Prof. Dr. W. Sandner, Technische Universität Berlin, Max-Born-Institute for Nonlinear Optics and Ultrashort spectroscopy, Německo,
Prof. Y. Taniguchi, Ritsumeikan University, Japonsko,
Prof. F. Rodríguez, University of Cantabria, Španělsko.

4e)  Meziústavní dvoustranné dohody.

Spolupracujícími institucemi jsou:
(1) Fizičeskij Institut imeni P.N. Lebedeva - FIAN, Moskva, Rusko.
(2) Ruské vědecké centrum "Kurčatovský institut", Moskva, Rusko.
(3) Universidad National de San Luis, San Luis, Argentina.
(4) Universidade de Aveiro, Aveiro, Portugalsko.
(5) Institute of Metal Physics, RAS - Ural Division, Yekaterinburg, Rusko.
(6) Graduate School of Materials Science, Nara Institute of Science and Technology, Nara, Japonsko.
(7) Sincrotrone Trieste: Czech Material Science Beamline u zdroje synchrotronového záření Elettra v Terstu.
(8) Institute of General and Inorganic Chemistry NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraina.
(9) A.F. Ioffe Physico-Technical Institute, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, Rusko.
(10) National Technical University of Ukraina, "Kyiv Polytechnical Institute", Ukraina.
(11) Ruské federální jaderné centrum - Všeruský vědecko-výzkumný institut experimentální fyziky, Sarov, Rusko.
(12) European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, Francie.

5. Přílohy

Anotace (česká verze a anglická verze)
Příloha II Tabulky   [Excel]