Hledáme studenty a studentky se zájmem o experimentální či teoretické práce, nebo jejich kombinaci.
Co nabízíme?
- Atraktivní vědecká témata z oblasti fyziky nanomateriálů, fyziky polymerů a makromolekulárních látek a teoretické fyziky s potenciálním uplatněním v nejrůznějších oblastech. Dle zaměření studenta nabízíme experimentální I teoreticky zaměřené:
- Možnost podílet se na vývoji a konstrukci nových depozičních systémů, či jejich elementů.
- Vedení zkušenými a mezinárodně uznávanými odborníky.
- Širokou vědomostní bázi v oblasti pravděpodobnostního modelování ve fyzice, fyzice polymerů i materiálového výzkumu, jako nezbytný předpoklad pro úspěšné studium.
- Špičkové přístrojové vybavení pro výzkum studovaných materiálů i pro jejich přípravu.
- Možnost zapojení do spolupráce s tuzemskými i zahraničními partnery.
- Možnost zahraničních stáží.
- Neformální atmosféru, kolegiální a korektní přístup.
- V případě zájmu možnost vypsat další témata dle zaměření studentů. Neváhejte nás kontaktovat či osobně navštívit.
Co chceme?
Chuť a odhodlání se něco naučit. O vše další se postaráme my ….
Kdo jsou naši studenti a jaké jsou jejich úspěchy?
Naše studenty a studentky, a to jak bakalářského a magisterského, tak i doktorandského studia, vedeme k samostatné výzkumné činnosti a zapojujeme je do běžících výzkumných projektů. Snažíme se o jejich odborný růst a to s důrazem kladeným nejen na teoretické porozumění studovaným tématům, ale i s ohledem na získání potřebné experimentální zručnosti a seznámení se s moderními technologiemi a měřicími přístroji. O tom, že se nám to daří, svědčí množství cen a ocenění, které naši studenti v posledních letech získali.
Pro studenty/ky prvních ročníků bakalářského studia každoročně vypisujeme i několik témat Studentských Fakultních Grantů (SFG), kde jim dáváme možnost „osahat“ si vědeckou práci a seznámit se s problematikou řešenou na naší katedře. Starší studenty/ky pak podporujeme v podávání vlastních návrhů grantů v rámci Grantové Agentury Univerzity Karlovy (tzv. projekty GAUK), což jim umožní vlastní výzkum pod odborným vedením.
V neposlední řadě podporujeme i krátkodobé studijní a výzkumné stáže našich student na spolupracujících zahraničních pracovištích jako jsou např. Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (Německo), Ghent University (Belgie), University of Bari (Itálie), University College Dublin (Irsko)). Lipsko (Německo).
Přehled významných ocenění našich studentů:
- 2020: J. Kratochvíl - Cena Skupiny ČEZ, cena Doctorandus za technické vědy v rámci soutěže Česká hlava
- 2019: J. Májek - Cena děkana za nejlepší bakalářskou práci.
- 2019: J. Májek - První místo v odborné soutěži studentských prací na 10. Česko-Slovenské studentské vědecké konferenci ve fyzice v kategorii Teoretická fyzika a didaktika fyziky.
- 2019: J. Kratochvíl - Druhé místo v soutěži o Best Oral Presentation na konferenci International Symposium of Plasma Chemistry (Itálie)
- 2018: J. Kratochvíl - Ocenění Young Scientist Award na konferenci E-EMRS spring meeting (Francie)
- 2017: M. Hrubovský a E. Berestneva - Dvě druhá místa na 7. Česko-Slovenské studentské vědecké konferenci v kategoriích Teoretická fyzika a Biofyzika a fyzika molekulárních systémů + didaktika fyziky
- 2017: J. Kratochvíl - Michel Cantarel Student Grant na mezinárodní konferenci International Conference on Innovations in Thin Film Processing and Characterization (Francie)
- 2015: M. Petr - Best Poster Presentation Award - International Colloquium on Plasma Processes (Francie)
- 2014: T. Steinhartová -EPS Poster Prize na konferenci Symposium on Plasma Physics and Technology (Česká Republika)
- 2010: I. Gordeev - Best Poster Award na International Conference on Plasma Medicine (Německo)
Projekty GAUK řešené našimi studenty
- 190119 - Výskum a aplikácia organických polovodičov s využitím heteroprechodu polymér-kremík
- 1394217 - Výzkum tenkých vrstev pro řízené uvolňování antibiotik
- 1186217 - Hybridní nanostruktury metal oxid/plazmový polymer pro regulaci uvolnění iontů
- 932416 - Elektrické a fotoelektrické vlastnosti organických polovodičov
- 362215 - Biomimetické nanostrukturované plazmové polymery s víceškálovou drsností
- 277915 - Depozice a studium vlastností antibakteriálních nanokompozitů kov/plazmový polymer
- 1926314 - Nanokompozity na bázi plazmových polymerů pro biolékařské a aerokosmické aplikace
- 382313 - Vliv substrátu na růst tenkých a ultratenkých vrstev plazmových polymerů
- 702912 - Nanoklastry plazmových polymerů připravené magnetronovým naprašováním
- 164510 - Depozice plazmových polymerů majících vysokou koncentraci amino skupin a studium jejich vlastností souvisejících s biolékařskými aplikacemi
- 437411 - Využití směrové depozice (GLAD) a depozice klastrů pro přípravu nanostrukturovaných vrstev na bázi plazmového polymeru
Zahraniční stáže našich studentů
- V. Březina, Universität Leipzig, Německo 2020-21
- P. Pleskunov, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Německo, 2019
- Z. Krtouš, Universiteit Gent, Belgie 2019
- R. Štefaníková, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Německo, 2018,2019
- D. Nikitin, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Německo, 2018
- M. Vaidulych, National Institute for Materials Science,Tsukuba, Japonsko, 2017-2018
- V. Březina, National Institute for Materials Science, Tsukuba, Japonsko, 2014, 2015, 2017, 2018
- I. Melnichuk, Università degli Studi di Bari Aldo Moro, Itálie, 2015
- A. Shelemin, Irsko, Dublin City University / Ollscoil Chathair Bhaile Átha Cliath, Irsko 2015
- A. Kuzminova, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Německo, 2014
- M. Varga, Ethniko Metsovio Polytechnio, Řecko, 2014
Příklady témat studentských prací z Fyziky nanomateriálů
Opticky aktivní nanokapaliny
Tato práce bude zaměřena na studium nanokapalin založených na kombinaci kovových nanočástic, které vykazují povrchově lokalizovanou plazmonovou rezonanci (LSPR) ve viditelné části spektra, a tekutých polymerů s velmi nízkou tenzí par. Hlavní pozornost bude věnována pochopení vztahu mezi koncentrací a velikostí nanočástic v nanokapalině a posunem polohy píku plazmonové rezonance, a tím i výsledné barvy nanokapaliny.
Vedoucí práce: prof. ing. Andrey Shukurov, PhD, e-mail: choukourov@kmf.troja.mff.cuni.cz
Studium struktury nanočásticových vrstev
Cílem práce je studium struktury nanočásticových vrstev připravovaných plazmovými agregačními zdroji zejména pomocí elektronové skenovací mikroskopie (SEM) v závislosti na druhu a struktuře podložky a její teplotě. Zkoumány budou různé podložky od Si, přes polymery až po tenké vrstvy kapalin. Bude zkoumán i vliv tlaku v depoziční komoře, případně vliv reaktivní atmosféry na utváření multivrstev nanočástic. Jedním z hlavních cílů bude i návrh a sestrojení speciálního držáku vzorků pro kontrolovaný ohřev a měření elektrických vlastností vrstev.
Vedoucí práce: Mgr. Jan Hanuš, Ph.D., e-mail: jan.hanus@mff.cuni.cz
Nanočásticové vrstvy pro ultracitlivou biodetekci
Cílem této práce bude připravit nanočásticové vrstvy z vybraných ušlechtilých kovů (Ag, Au, Cu) pomocí plynového agregačního zdroje, provést jejich základní charakterizaci z hlediska morfologie (skenovací elektronový mikroskop) a optických vlastností (UV-Vis spektrofotometrie), a otestovat možnost využití takto připravovaných nanočásticových vrstev jako platformy pro ultracitlivou spektroskopickou detekci biomolekul.
Vedoucí práce: doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D., e-mail: ondrej.kylian@gmail.com
Vývoj nového typu zdroje nanočástic
Cílem této práce je otestovat možnost přípravy nanočástic v plynovém agregačním zdroji, který využívá tubulární magnetron v konfiguraci, kdy k odprašování materiálu dochází ze středové katody. Bude zkonstruován a testován tubulární magnetron s magnetickým polem generovaným pomocí permanentních magnetů, popřípadě tubulární magnetron, u kterého je magnetické pole realizováno pomocí cívky. Hlavní pozornost bude věnována stanovení vztahu mezi depozičními podmínkami a množstvím a vlastnostmi vznikajících nanočástic.
Vedoucí práce: Prof. RNDr. Hynek Biederman, DrSc., e-mail: bieder@kmf.troja.mff.cuni.cz
Syntéza nanočástic pomocí plynových agregačních zdrojů
Nanočástice kovů a jejich oxidů představují díky svým unikátním optickým, elektrickým a (foto) katalytickým vlastnostem aplikačně velmi zajímavý typ nanomateriálu v celé řadě moderních technologií. V rámci této práce bude studována možnost kontrolované syntézy takovýchto nanočástic pomocí plynových agregačních zdrojů vyvíjených na KMF založených na magnetronovém naprašování. U připravených nanočástic bude následně provedena základní analýza jejich chemické struktury, morfologie a optických vlastností s cílem najít vztah mezi depozičními podmínkami a výslednými fyzikálními vlastnostmi produkovaných nanočástic.
Vedoucí práce: doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D., e-mail: ondrej.kylian@gmail.com
Příklady témat studentských prací z oblasti Fyziky polymerů
Uvolňování „léčivé“ látky z DN hydrogelů při změně teploty
Hydrogely jsou měkké polymerní materiály obsahující značné množství vody. Některé z nich mohou s malou změnou teploty opakovaně změnit svůj objem až o 2 řády. Cílem práce bude studiu uvolňování kontrolní látky z hydrogelu při změně teploty pomocí především optické spektroskopie. V rámci práce je možné si studovaný gel vyrobit.
Vedoucí práce: RNDr. Julie Šťastná, Ph.D., e-mail:julie.stastna@mff.cuni.cz
Teplotně citlivé funkční molekuly
Porfyriny a jejich deriváty hrají důležitou roli v mnoha fotobiologických procesech stejně jako v katalýze různých reakcí. Nová skupina porfyrinů vykazuje fázovou separaci podobně jako teplotně citlivé polymery, zahřátím nad určitou kritickou teplotu vede k fázové separaci. Tento jev je důsledkem přechodu klubko-globule a je studován převážně v polymerních systémech, např. ve vodných roztocích poly(N-isopropylakrylamidu). Cílem práce bude studium ve vodě rozpustných porfyrinů pomocí spektroskopických metod.
Vedoucí práce: Doc. RNDr. Lenka Hanyková, Dr., e-mail: lenka.hanykova@mff.cuni.cz
Spektroskopické studium kolapsu v hydrogelech
Teplotně citlivé hydrogely jsou zajímavé pro své uplatnění v biotechnologii a lékařství. Mohou být využity pro řízené uvolňování léčiv, sloužit jako biokatalyzátory, opravovat poškozené chrupavky a uplatňují se i v optice (kontaktní čočky). Cílem práce bude mikroskopické studium kolapsu pomocí spektroskopie nukleární magnetické rezonance (NMR) a detekce volné a vázané vody pomocí relaxačních dob a difúzních koeficientů.
Vedoucí práce: Doc. RNDr. Lenka Hanyková, Dr., e-mail: lenka.hanykova@mff.cuni.cz
Studium elektrických vlastností m-xénů
Cílem práce je studium základních elektrických vlastností dodaných vzorků m-xénů, které představují nové perspektivní materiály s potenciálním využitím pro konstrukci např. superkapacitorů, filmů k stínení elektromagnetického záření apod. Měření se bude týkat jak čistých m-xénů, tak případně různých kompozitů připravených na jejich bázi. Úkolem je stanovení elektrických vlastností za pokojových a snížených teplot, respektive teplotních závislostí resistivity.
Vedoucí práce: RNDr. J. Prokeš, CSc., e-mail: jprokes@semi.mff.cuni.cz
Měření difúzní délky excitonů v organických polovodičích metodou povrchového fotonapětí
Po absorpci světla dostatečné energie vznikají v organických polovodičích vázané páry elektron-díra, kterým říkáme excitony. Fotonapětí vzniká po jejich disociaci účinkem elektrického pole v oblasti s prostorovým nábojem. Do této oblasti se dostávají z místa generace většinou difúzí. Velikost difúzní délky má podstatný význam pro využití daného materiálu pro sluneční články. Originální metoda pro její měření metodou povrchového fotonapětí byla vyvinuta na Katedře makromolekulární fyziky.
Vedoucí práce: Doc.RNDr.Jana Toušková, e-mail: jana.touskova@mff.cuni.cz
Studium homogenity elektrických parametrů organických vodičů impedanční tomografií
Obsahem práce je mapování rezistivity plochých vodivých polymerních vzorků (tablet nebo vrstev) a sledování změn rezistivity v průběhu umělého stárnutí, kterého se dociluje zvýšením teploty. Základem metody elektrické impedanční tomografie je multikontaktní měření průběhu elektrického potenciálu vyvolaného průchodem proudu vzorkem. Cílem práce je porovnat stárnutí materiálů s různým základním chemickým složením (polypyrrol a polyanilin) a jejich kompozitů obsahujících doplňkové složky (např. nanocelulozu). Vyhodnocení stálosti parametrů je důležité pro praktické aplikace.
Vedoucí práce: doc. RNDr. Ivo Křivka, CSc., e-mail: krivka@semi.mff.cuni.cz
Příklady témat studentských prací z Teoretické fyziky
Nerovnovážné fázové přechody v biofyzice a chemii
Cílem této teoretické práce bude tvorba a studium modelů dynamiky komplexních biofyzikálních a chemických procesů, jako jsou např. transport skrze buněčné membrány, kinetika tvorby proteinů a nerovnovážný růst povrchů. Při analýze modelů se zaměříme zejména na studium dynamických fázových přechodů vznikajících díky kolektivnímu chování těchto nerovnovážných mnohačásticových systémů.
Vedoucí práce: RNDr. Artem Ryabov, Ph.D., e-mail: rjabov.a@gmail.com
Dynamika a termodynamika molekulárních motorů
Cílem této bakalářské práce bude výpočet a diskuze základních dynamických a termodynamických charakteristik určujících vlastnosti molekulárních motorů. Studované veličiny budou definovány jako funkcionály na trajektoriích stochastických procesů popisujících přechody mezi konformačními stavy molekul. Práci lze řešit buď analytickými metodami, nebo prostřednictvím Monte Carlo simulací. Teoretické výsledky budou konfrontovány s výsledky stěžejních experimentů v této oblasti.
Vedoucí práce: RNDr. Artem Ryabov, Ph.D., e-mail: rjabov.a@gmail.com
Fluktuace v kvantových systémech s degenerací
Cílem této práce je prozkoumat vliv pozice degenerovaného dubletu v jenoduchém čtyřhladinovém systému na fluktuace pravděpodobnostních a energetických toků. Ověříme, zda změna pozice dubletu ve spektru systému může způsobit efekt šumem indukované koherence.
Vedoucí práce: RNDr. Viktor Holubec, Ph.D., e-mail: Viktor.Holubec@mff.cuni.cz
Nerovnovážné procesy na rozhraních: Teorie a experiment
Cílem této práce je kvalitativní a kvantitativní popis pozorovaných jevů a výsledků měření získaných při depozičních experimentech prováděných v laboratořích KMF. K modelování průběhů těchto experimentů poslouží modely z nerovnovážné statistické fyziky, které budou řešeny buď numerickými metodami, stochastickými simulacemi, nebo prostřednictvím analytických výpočtů. Řešitel(ka) bude úzce spolupracovat s experimentálním týmem. V případě zájmu se může podílet i na samotných měřeních.
Vedoucí práce: RNDr. Artem Ryabov, Ph.D., e-mail: rjabov.a@gmail.com