Odborná činnost

Výzkum v oblasti iontové implantace, depozice tenkých vrstev, a charakterizace materiálů

Na Ústavu fyziky provádíme experimenty s iontovou implantací dusíku, kyslíku a argonu a studujeme jejich vliv na povrchové vlastnosti materiálů. Iontová implantace využívá bombardování cílového materiálu částicemi iontů (dopanty) za účelem úpravy jeho vlastností, jako je elektrická a tepelná vodivost, odolnost proti korozi, smáčivost, odolnost proti opotřebení, tvrdost nebo biokompatibilita. 

K nanášení tenkých vrstev na substrát používáme techniku fyzikálního napařování (PVD). Proces PVD zahrnuje odpařování cílového materiálu pomocí rozprašování, při kterém vysoce energetické ionty argonu bombardují cíl a způsobují vyvržení jeho atomů. Tyto odpařené atomy následně kondenzují na povrchu substrátu, což vede k vytvoření tenké vrstvy. Proces PVD se provádí ve vakuové komoře, aby se minimalizovala kontaminace. Tato technika umožňuje nanášet různé materiály, včetně kovů, keramiky nebo polymerů.
Kromě základních testování materiálů dále využíváme k charakterizaci krystalové struktury, mikrostruktury a textury materiálů techniky založené na rentgenovém záření, jako je rentgenová difrakce (XRD), rozptyl rentgenového záření pod malým úhlem (SAXS, GISAXS) a mikropočítačová tomografie (micro-CT). 
Pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM) získáme topografický obraz povrchu vzorku s nanoskopickým rozlišením a také řadu mechanických, funkčních a elektrických vlastností. AFM využívá ostrý hrot sondy připojený ke konzole, která snímá povrch vzorku. Během skenování se síly mezi hrotem a atomy analyzují a zpracovávají za účelem vytvoření topografického obrazu. Na rozdíl od skenovací tunelové mikroskopie AFM nevyžaduje vodivý vzorek.
Provádíme zárověň počítačové simulace metodou Monte Carlo (MC, v programech TRIM a TRIDYN), molekulární dynamiky (MD, v programu LAMMPS) a teorie funkcionálu hustoty (DFT, v programech CASTEP a Quantum ESPRESSO) s cílem zkoumat změny vlastností materiálů spojené s iontovou implantací a zlepšit interpretaci experimentálních dat.