Stáže pro středoškoláky

Technologie plynné epitaxe z organokovových sloučenin (MOVPE – z anglického Metal Organic Vapour Phase Epitaxy) patří do skupiny epitaxí z plynné fáze. Pro přípravu sloučeninových polovodičů (jako jsou GaAs, InAs, GaN, InGaN, AlGaN apod.) se využívají organokovové molekuly (např. Ga(CH3)3) a hydridy (např. NH3). Tyto prekurzory jsou v plynné fázi spolu s nosným plynem, kterým je obvykle vodík nebo dusík s čistotou lepší než 1 ppb (1 molekula nečistoty na 109 molekul nosného plynu), dopravovány do reaktoru. V reaktoru, zahřátém na teploty kolem 1 000 °C, poté dochází nad zahřátou podložkou (což bývá GaAs, nebo i safír Al2O3, křemík či GaN), k tepelnému rozkladu těchto prekursorů a atomy z nich uvolněné se deponují na na substrát a tvoří jednotlivé monokrystalické vrstvy materiálu, třeba i monoatomární. Touto metodou je možné připravit vysoce kvalitní a ultra-tenké polovodičové vrstvy s nízkou koncentrací defektů i nečistot. Je také možné připravovat složité struktury z různých materiálů, tzv. heterostruktury. Tyto struktury se využívají jako aktivní oblasti v mnoha již používaných součástkách jako jsou LED, laserové polovodičové diody, vysokofrekvenční výkonné tranzistory (HEMTy), detektory a scintilátory apod. Struktury připravené v naší laboratoři (https://www.fzu.cz/~movpe/index.html) se měří a studují na nejmodernějších přístrojích v řadě laboratoří ve FZÚ i jinde. Sledují se optické, elektrické a strukturní vlastnosti vrstev a struktur. Studenti se budou podílet na přípravě i měření materiálů na bázi nitridu gallitého (GaN), které připravujeme pro reálné aplikace ve spolupráci s předními českými i mezinárodními firmami. Jedním z typů struktur budou v roce 2026 pravděpodobně GaN nanosloupky pro různé aplikace. U aplikace pro scintilátory bude kladen důraz na co nejvyšší intenzitu luminiscence InGaN QW, potlačení defektních pásů, krátkého dosvitu a bude testována katodoluminiscence. Pro aplikaci nanosloupků pro fotokatalytické nebo foto-elektro-katalytické štěpení vody budou měřeny absorpční vlastnosti nanosloupků a efektivita generace vodíku ve spolupráci s TUB. Postup práce pro rok 2026 se předpokládá: 1) Optimalizace technologie pro přípravu samouspořádaných GaN nanorodů. 2) Vývoj technologie pro přípravu GaN nanorodů metodou „bottom up“. 3) Vývoj technologie pro přípravu GaN nanorodů metodou „top down“. 4) Vývoj technologie pro přípravu InGaN/GaN MQW „core-shell“ struktur na nepolárních fasetách. Studenti se soustředí na přípravu těchto materiálů různými metodami. Studenti se budou podílet na epitaxním růstu struktur. Zúčastní se měření optických (hlavně fotoluminiscence a Ramanova spektroskopie), strukturních (elektronová i hrotová mikroskopie, možná i RTG difrakce) a elektrických měření. V průběhu stáže se plánují exkurze na Technickou univerzitu v Liberci a do firmy Crytur v Turnově, také snad do firmy Onsemi v Rožnově, nebo na TUB v Ostravě. Problematika technologie růstu je populárním způsobem prezentována na https://www.youtube.com/watch?v=7yZAhn2hirM a https://www.youtube.com/watch?v=C-G0FTzermc

Experimenty v částicové a astročásticové fyzice produkují velké množství dat, které částečně dávají k dispozici ve vhodném formátu všem zájemcům. Podíváme se na data z experimentů na urychlovači LHC v CERN, z experimentu Belle II v japonské Cukubě i na data z Observatoře Pierra Augera v Argentině. Vyzkoušíme a porovnáme nástroje, které jsou k dispozici pro jejich zpracování, a poskytneme cennou zpětnou vazbu vývojářům těchto nástrojů. Vyzkoušíme přístup k datům i v nově vznikajícím národním datovém repozitáři. Výjimečně úspěšný student bude moci na konci stáže navštívit CERN v Ženevě.

The internship will show how physical experiments and theory related to crystal structures and their properties are interrelated. The internship focuses on the analysis of crystal structures with computer software developed at the institute in order to uncover novel characteristics of crystal structures. The intern will perform own scientific programming tasks using the Python language. The intern will get an overview about all of the department of structure analysis. The intern will participate in state-of-the-art research. The internship will be aimed on the individual development of conceptual skills in an interdisciplinary research field, located at the intersection of chemistry, physics, and mathematics, thus an inclination of the intern towards abstract thinking and general problem solving, combined with strong communication skills, will be beneficial. Whether or not the intern has these skills already is not so much of importance, however, an interest and openness for learning is expected. Eventually, the intern should develop an authentic understanding of how science is actually done.

Umělá inteligence a strojové učení jsou již neoddělitelnou součástí našeho každodenního života - od velkých jazykových modelů, přes generování obrázků až po aplikace nabízející virtuální obsah (videa, hudba, atd.). Vědecká práce není výjimkou, a tak se nabízí široké spektrum nových metod a modelů, které nám usnadňují porozumění základním fyzikálním procesům v chemických systémech, a to pomocí počítačových simulací. Ty jsou často založeny na aproximacích kvantové mechaniky, což výrazně omezuje velikost molekul, které můžeme běžně studovat - čím větší molekula, tím delší výpočet. Při zkoumání interakcí molekul se světlem je navíc potřeba velké množství takových výpočtů, což ze strojového učení dělá ideální nástroj pro posunutí současných limitů výpočetní chemie. Během této stáže se stážista/ka naučí pracovat se základními programy kvantové chemie a používat programovací jazyk Python k trénování modelů a analýze dat. Cílem bude ověřit přesnost modelů strojového učení a jejich použitelnost pro počítačové simulace fotochemických procesů. Konkrétní projekt může být přizpůsoben schopnostem a zájmům, jelikož stáž kombinuje různé obory - chemii, fyziku a IT.

Jev luminiscence lidstvo fascinoval od nepaměti a často byl opředen tajemstvím. V dnešní době luminiscenci běžně používáme v nejrůznějších odvětvích lidské činnosti, od světlech v mobilu po moderní detektory radiace. Přijďte nakouknout do laboratoří Luminiscenčních a scintilačních materiálů, naučit se pracovat s aparaturou časově-rozlišené luminiscenční spektroskopie, ale hlavně poznat zábavu a úskalí spojená s experimentální fyzikou.

This topic of Interfacial adhesion strength of by pull off test will focus on determination of adhesion strength of coating or any adhesive components in composite system. The aim is to investigate the category of debonding stage from its failure mode. The testing will be performed on various materials starting from coating to composite.

Polovodičové materiály a struktury jsou dnes všude kolem nás: od osvětlení vnitřních i venkovních prostor, přes elektroniku v automobilech, solární panely na střechách domů, senzory, chytré telefony, výkonné počítače, ultrarychlé optické sítě až po monitorování životního prostředí. Rozměry polovodičových struktur se neustále zmenšují a nejmenší z nich dosahují rozměrů řádově několika nanometrů. Zkoumáme chování elektronů a fotonů v takovýchto polovodičových nanostrukturách, abychom zlepšili stávající elektronické a fotonické součástky nebo mohli navrhnout nové. Zaměřujeme se na přípravu a charakterizaci polovodičových nanostruktur a jejich sítí o rozměrech v řádu desítek až stovek nanometrů pro senzory plynů. Naším cílem je navrhnout a ve spolupráci s firmami vyrobit senzory plynů, které umožní včas varovat před havarijními stavy v bateriových úložištích pro fotovoltaiku a elektromobily. Chcete se naučit, jak připravit polovodičové nanostruktury? Chcete pochopit, jaké jevy se odehrávají při jejich růstu a jak je možné jejich růst modelovat? Jak ovlivnit jejich umístění, velikost, tvar, orientaci i fyzikální a chemické vlastnosti? Chcete se naučit manipulovat s nanostrukturami v elektronovém mikroskopu? Připravit na nich elektrické kontakty a změřit jejich elektrické vlastnosti? Pochopit, jak se jejich vlastnosti mění v kontaktu s plyny nebo chemickými látkami? U nás vám umožníme pracovat na unikátním nanotechnologickém a nanodiagnostickém přístroji s fokusovaným elektronovým a iontovým svazkem, injekčním systémem plynů, nanomanipulátory a řadou detektorů, který vám tyto činnosti umožní a pomůže odpovědět na vaše otázky. Přijďte na stáž a podílejte se na vývoji elektrických součástek nové generace.

Úkolem této stáže je experimentální studium mezomorfních vlastností nových termotropních kapalných krystalů s tyčinkovitými molekulami, včetně fotosenzitivních systémů. Cílem této práce, stojící na pomezí materiálového výzkumu a fyzikální chemie, je přispět k lepšímu porozumění, jak molekulární struktura pokročilých organických materiálů ovlivňuje vznik a vlastnosti jejich kapalně krystalických fází. V rámci stáže budou využívány následující experimentální metody: (i) pozorování a interpretace charakteristických textur jednotlivých fází v polarizovaném světle optického mikroskopu; (ii) určování teplot fázových přechodů metodou diferenční skenovací kalorimetrie; (iii) měření absorpčních spekter studovaných materiálů; (iv) zjišťování poměru tyčinkovitých a lomených izomerů po ozáření UV světlem metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie.

Co se děje s daty poté, co fyzici dokončí měření? Přidej se ke Skupině růstu diamantů ve Fyzikálním ústavu AV ČR a zjisti, jak probíhá moderní výzkum syntetických diamantů. Vyzkoušíš si práci s Ramanovou spektroskopií a rastrovací elektronovou mikroskopií (SEM) a poznáš, jak se z experimentálních měření získávají nové poznatky o struktuře materiálů. Zároveň nahlédneš do principů otevřené vědy – dozvíš se, jak se vědecká data zpracovávají, sdílí a uchovávají tak, aby mohla být znovu využita. Naučíš se základy FAIR přístupu k datům a pochopíš, proč je otevřenost důležitá pro rozvoj vědy. Stáž není jen pro ty, co se chtějí věnovat fyzice, ale i pro ty, které zajímá, jak věda funguje a jak své poznatky sdílí s ostatními.

Kvantitativní analýza (mikro)struktur je ve strukturní geologii pěkná výzva. Máme už zaběhané postupy, jak se taková analýza dělá, ale jako všechno je možné I naše postupy vylepšit skriptováním a automatizací. Právě teď se peru s analýzou vzorků z masivu Adamello v Itálii, plán na příští rok zatím není, ale určitě bude co řešit. Pokud by tě zajímala vnitřní stavba hornin a jak ji popsat v číslech – čekám právě na Tebe. Quantitative analysis of (micro)structures is quite a challenge in structural geology. We already have established procedures for performing such analyses, but like everything else, our procedures can be improved through scripting and automation. Right now, I am struggling with the analysis of samples from the Adamello massif in Italy. There are no plans for next year yet, but there will certainly be plenty to do. If you are interested in the internal structure of rocks and how to describe it in numbers, I am waiting for you.