Ing. Ladislav Straka, D.Sc. (Tech.)
Laboratoř se zaměřuje na základní výzkum magnetoelastických multiferroik a to zejména na materiály s magnetickou tvarovou pamětí (Magnetic Shape Memory / MSM materiály). Očekává se, že zkoumané materiály, většinou na bázi Heuslerových sloučenin, mohou, díky svému zvláštnímu chování, nahradit komplikované soustrojí naplňující okřídlenou větu oboru „Material is a machine“. Takový materiál nahradí nejen stroj ale též slouží i jako vlastní senzor. Patří tedy do třídy „smart“ neboli chytrých či inteligentních materiálů. Výhodou magneticky indukovaných změn je jejich bezkontaktnost a tedy možnost ovlivňovat součástky na dálku a přes neprostupnou přepážku, např. v lidském těle bez nutnosti invazivního zásahu. Škálovatelnost jevu dovoluje použití od velkých masivních součástek po součástky na nanoškále. Již v blízké budoucnosti mohou tyto materiály najít uplatnění jako energeticky úsporné rychlé aktuátory, senzory, aktivní tlumiče vibrací, mikrogenerátory energie, a jako aktivní a pasivní prvky v mikromagnetomechanických systémech. Jednou z úspěšných prototypických aplikací MSM materiálu je např. i magneticky řízená mikropumpa. Tu se pod vedením zkušených pracovníků podařilo sestrojit Šimonovi Sukupovi, studentovi Arcibiskubského gymnázia, v rámci iniciativy Akademie věd pro střední školy Otevřená věda.
Výzkumnou problematiku jevu magnetické tvarové paměti uvedl do FZÚ Dr. Oleg Heczko, vedoucí laboratoře a oddělení a mezinárodně uznávaný vědec v oboru MSM, který se vrátil po mnoha letech ze zahraničí jako Purkyně fellow (2008-2013). Založil a dále rozvíjí MSM skupinu zabývající se danou problematikou. Naším cílem je budovat a udržet silnou, mezinárodní a mezinárodně uznávanou skupinu v oboru magnetické tvarové paměti a návazně využít expertízu skupiny i pro výzkum dalších magnetických funkčních materiálů. Ve skupině dlouhodobě hostovali nebo se k ní přímo připojili mnozí úspěšní výzkumníci ze zahraničí, například Dr. Yanling Ge, Dr. L. Straka a Dr. Frans Nielsén z Alto University Finsko, Dr. Paul Lindquist a Andrew Armstrong z Boise State University, USA, a Dr. D. Mussiienko z Lapeennranta University of Technology, Finsko. Tým v současnosti čítá devět aktivních členů.
Dostupnost špičkového vybavění na FZU umožňuje široký přístup ke zkoumání materiálu s magnetickou tvarovou pamětí. Tento počíná produkcí slitin v pecích (např. Bühler Mini Arc Melting System type MAM-1, pícka pro Bridgmanovu metodu GRANAT-74), pěstováním monokrystalů v optické zonální peci, pokračuje dělením a metalografickým zpracováním (specializovaná laboratoř), chemickou analýzou (MicroXRF Orbis PC Elemental Analyzer System), pozorováním metodami elektronové mikroskopie (SEM a TEM, např. Tescan Fera with Xe focused ion beam) a rentgenovské difrakce (např. rotation anode generator RIGAKU), a končí např. charakterizací materiálu na špičkových magnetometrech ve Společné laboratoři magnetických studií „SLMS“. Zajímavé výsledky jsou pravidelně publikovány v mezinárodních vědeckých časopisech a na mezinárodních konferencích.
Z nedávných úspěchů skupiny lze jmenovat obdržení prestižního grantu Marie-Curie Individual Fellowship Dr. Ladislavem Strakou (2017-2019) anebo získání důvěry pro uspořádání mezinárodní konference ICFSMA 2019 (International Conference of Ferromagnetic Shape Memory Alloys), nejvýznamnější mezinárodní konference v oboru magnetické tvarové paměti. V současnosti skupina usiluje o obdržení dalšího grantu Marie-Curie Individual Fellowship se zaměřením na mikro-magneto-mechanické systémy na bázi MSM materiálů.
Několik vybraných výsledků skupiny:
Straka, L., Fekete, L., Rameš, M., Belas, E., Heczko, O., Magnetic coercivity control by heat treatment in Heusler Ni-Mn-Ga(-B) single crystals, Acta Materialia 169 (2019) 109-121. ISSN 1359-6454
Musiienko, D., Straka, L., Klimša, L., Saren, A., Sozinov, A., Heczko, O., Ullakko, K., Giant magnetic-field-induced strain in Ni-Mn-Ga micropillars, Scripta Materialia 150 (2018) 173-176. ISSN 1359-6462. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2018.03.020
Zelený, M., Straka, L., Sozinov, A., Heczko, O., Transformation paths from cubic to low-symmetry structures in heusler Ni2MnGa compound, Scientific Reports 8 (2018) 7275. DOI: 10.1038/s41598-018-25598-z
Heczko, O., Seiner, H., Stoklasova, P., Sedlak, P., Sermeus, J., Glorieux, C., Backen, A., Fahler, S., Landa, M., Temperature dependence of elastic properties in austenite and martensite of Ni-Mn-Ga epitaxial films, Acta Materialia 145 (2017) 298-305. DOI: 10.1016/j.actamat.2017.12.011
Perevertov, O., Heczko, O., Schaefer, R., Direct observation of magnetic domains by Kerr microscopy in a Ni-Mn-Ga magnetic shape-memory alloy, Physical Review B. 95(14) (2017) 144431. ISSN 2469-9950
Straka, L., Drahokoupil, J., Veřtát, P., Kopeček, J., Zelený, M., Seiner, H., Heczko, O., Orthorhombic intermediate phase originating from {110} nanotwinning in Ni50Mn28.7Ga21.3 modulated martensite, Acta Materialia 132 (2017) 335-344. ISSN 1359-6454