Materiály a systémy v nanoměřítku

O nás

Text

Vítejte na stránkách výzkumné skupiny Materiálů a systémů v nanoměřítku! Naše skupina se zabývá přípravou nových nanomateriálů, charakterizací jejich fyzikálních vlastností a výzkumem a vývojem nových účinných součástek a systémů pro elektroniku, ukládání energie, biologii a medicínu.  Základní vizí našeho výzkumu jsou nové nanomateriály, hledání jedinečných fyzikálních vlastností pro nové aplikace a získávání odpovědí na důležité vědecké otázky a výzvy v oblasti interdisciplinární fyziky. V současné době jsou v naší skupině řešeny tyto tři oblasti výzkumu a vývoje:

1.    Nanomateriály

Příprava nových nanomateriálů s jedinečnými fyzikálními vlastnostmi skýtá velké množství možností pro budoucí pokrok ve vědě a technice. Naše skupina se aktivně podílí na růstu a syntéze těchto nanomateriálů:

  • 2D grafen and 3D grafenové struktury,
  • křemíkové nanodráty a nanokrystaly,
  • atomárně tenké dielektrické vrstvy.

K výrobě těchto nanomateriálů používáme řadu metod, které zahrnují depozici z plynné fáze (CVD), depozici z plynné fáze iniciovanou plazmou (PECVD), depozici atomárních vrstev (ALD), napařování a odprašování ve vakuu, hydrotermální syntézu a vysokoteplotní zahřívání v peci. Důležitou částí našeho výzkumu je také důkladná charakterizace připravených nanomateriálů pomocí elektronové mikroskopie (SEM), mikroskopie atomárních sil (AFM), Ramanovy spektroskopie, rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS), rentgenové difrakce (XRD), transmisní elektronové mikroskopie (TEM) a pomocí různých metod charakterizující transport náboje v materiálech.

2.     Elektronické senzory

Malé, rychlé, citlivé a selektivní elektronické senzory schopné detekce stopového množství chemických a biologických látek májí velký potenciál pro diagnostiku v lékařství a monitorování životního prostředí. V této oblasti se vědecké aktivity naší skupiny zaměřují na výzkum a vývoj nových elektronických senzorů využívajících grafenové a křemíkové transistory (FET). Výzkum zahrnuje studium různých architektur senzorů a principů měření pro dosažení ultracitlivé a selektivní detekce molekul (např. DNA) v různých prostředích. Kromě vývoje nových senzorů se také věnujeme základnímu výzkumu fyziky odehrávající se na rozhraní mezi nanomateriály a molekulami s pomocí pokročilých experimentálních a teoretických metod. Jedna z důležitých otázek, na které se snažíme najít odpověď, je význam různých typů interakcí mezi molekulami a nanomateriály pro dosažení molekulárně selektivní detekce látek.

3.    Získávání a ukládání energie

V této oblasti je náš výzkum zaměřen na objasnění základních elektrochemických a fyzikálních procesů v nových bateriích a zařízení pro získávání energie. V našich laboratořích vyrábíme a studujeme nové nabíjecí baterie založené na vícevaletních iontech a nových elektrolytech. Cílem našeho výzkumu je dosáhnout ukládání energie s co nejvyšší možnou hustotou energie a vyvinou takové baterie, které budou schopny napájet budoucí zelenou ekonomiku (tj. s co nejmenším dopadem na životní prostředí).