Sekce fyziky kondenzovaných látek

Přestože se přednostně zabýváme fyzikálními procesy v pevných látkách, jako jsou elektronové, strukturní či fázové transformace nebo interakce pevných látek s elektromagnetickým zářením, má náš výzkum značný přesah i do jiných vědních oblastí, jako je mezioborový materiálový výzkum, energetika a technika s významnými celospolečenskými dopady.

Experimentální vybavení pro charakterizaci a úpravy materiálů na nanometrové škále instalované v posledních letech nám nově umožnilo směřovat náš výzkum do nanosvěta. V souladu s trendy v oboru a potřebami společnosti se výzkum v sekci stává stále více interdisciplinární a jeho výsledky nacházejí stále častěji využití v průmyslových aplikacích. Příkladem mohou být úpravy vlastností vláken NiTi pro superelastické textílie a stenty či vývoj biodegradabilních kovů pro aplikace v lékařství nebo antikorozní diamantové povlaky palivových tyčí pro jaderné reaktory.

Výzkum v sekci je organizován v 6 výzkumných odděleních, v nichž působí 12 výzkumných skupin, 7 centrálních laboratoří a 2 společná pracoviště s vysokými školami.

Popis

Experimentální vybavení pro měření fyzikálních a magnetických vlastností látek umístěné ve Společné laboratoři pro magnetická studia (součást velké výzkumné infrastruktury MGML)

V oblasti fyziky materiálů se zabýváme především základním výzkumem multiferoických, piezoelektrických a spintronických materiálů, kapalných krystalů a funkčních technických materiálů, jako jsou slitiny s tvarovou pamětí a kompozity, nanostrukturované kovové slitiny, magnetické Heuslerovy slitiny a nanodiamantové tenké vrstvy. Tyto materiály analyzujeme experimentálně i teoreticky od atomové a elektronové úrovně až na úroveň makroskopickou a studujeme fyzikální procesy v nich probíhající. Snažíme se vyvíjet materiály s novými jedinečnými vlastnostmi a funkcemi odvozenými od nanostruktury a podstaty studovaných fyzikálních procesů.

Teoretický výzkum v sekci je zaměřen na studium elektronové a krystalové struktury pevných látek v jejich vzájemné provázanosti, včetně změn způsobených strukturními, magnetickými a feroelektrickými fázovými přechody. Speciální pozornost je nově věnována optickým vlastnostem materiálů a transportu náboje v nehomogenních prostředích včetně dynamických přechodových jevů.

V sekci provozujeme moderně vybavené laboratoře pro termomechanické zkoušky materiálů, laboratoře dielektrické, infračervené, Ramanovy, terahertzové a Mössbauerovské spektroskopie. V technologické oblasti připravujeme kovové slitiny odléváním i zhutňováním z prášků, připravujeme kovové monokrystaly, krystaly pro optické aplikace, organické kapalné krystaly a tenké nanodiamantové povlaky. V sekci máme k dispozici moderně vybavené mechanické dílny.

Významný podíl na činnosti naší sekce tvoří výzkumná práce v centrálních laboratořích, poskytujících vědecko-výzkumné služby výzkumným týmům z celého FZU, ale i vědeckým pracovníkům z jiných výzkumných institucí. Jsou zde umístěna vysoce specializovaná experimentální zařízení sloužící k charakterizaci a určování fyzikálních vlastností materiálů s vysokým potenciálem praktického využití, které vyžadují práci kvalifikovaných odborníků a nutnost jejich neustálého vzdělávání.  Jedná se především o charakterizace materiálů pomocí rastrovací a transmisní elektronové mikroskopie, rentgenové difrakce, spektroskopických a chromatografických metod určení chemického složení látek, analytické chemie a měření magnetických a fyzikálních vlastností pevných látek v širokém teplotním rozsahu. Výzkum v centrálních laboratořích umožňuje efektivní provoz nákladných experimentálních zařízení, urychluje zpřístupnění a vlastní vývoj nových experimentálních metod a usnadňuje rovný přístup vědeckých týmů FZU k jejich využití.