Aplikovaná fotonika a kvantové technologie
Vedoucí laboratoře: Ladislav Kalvoda
Pracovníci: Jakub Skočdopole, Jan Aubrecht, Petr Levinský, Jaroslav Hamrle
Doktorandi: Alena Kobrlová
Studenti: Michal Jůza, Martin Kolář, Petr Slavíček, Jáchym Lis
- Oblasti výzkumu
- Experimentální vybavení
- Projekty
Pracoviště a laboratoře
- –> Aplikovaná fotonika a kvantové technologie
- Materiálové modelování
- Neutronová difrakce
- Optická spektroskopie
- Řízení experimentu
- Strukturní biologie
- Strukturní rentgenografie
Oblasti výzkumu
Laboratoř aplikované fotoniky a kvantových technologií (LAPQT) byla založena v roce 2008 jako nástupce Laboratoře polymerních materiálů KIPL. Tradiční oblastí činnosti LAPQT je vývoj a charakterizace materiálů, struktur a nanosystémů využitelných při konstrukci chemických a fyzikálních senzorů a aktivních vlnovodných prvků. V současné době jsme rozšířili naše aktivity o přípravu ultratenkých vrstev a vícevrstvých struktur využitelných v oblasti senzoriky, kvantových technologií a ochranných aplikací.
LAPQT využívá širokou škálu postupů pro přípravu funkčních struktur z organických a anorganických látek a jejich kombinací, včetně nanášení tenkých (zejména organických a polymerních) vrstev z roztoku rotační depozicí a/nebo tažením, přípravy vícevrstvých struktur z monomolekulárních vrstev metodou Langmuira, Blodgettové a Kuhna (LBK), funkcionalizace polymerních vrstev difuzí z roztoku, fyzikální depozice z par (PVD), tryskové ionizační depozice (IJD) a termální a/nebo plazmou zesílenou metodou depozice atomových vrstev (ALD / PEALD).
Hlavní experimentální vybavení
- Depoziční klastr pro vysoce přesnou přípravu multivrstevných systémů zahrnující Ionized Jet Deposition (IJD) system JetDep100 – prototyp vyvinutý firmami Noivion (Itálie) a Czech Vacuum, a dále PEALD system R-200 (PicoSun Oy, Finsko) vybavený elipsometrem se spektrálním rozlišením FS-1 pro in-situ monitorování růstu vrstev. Obě depoziční zařízení jsou integrovanými load-locky propojena s gloveboxem (MBraun) s vysoce čistou inertní atmosférou (N2, podíl příměsí < 0,5 ppm)
- Oblouková pec Edmund Buehler AM200 pro laboratorní vývoj a přípravu vlastních kovových slitn (max. hmotnost vzorků ca 200 g)
- Napařovací PVD zařízení Carl Zeiss Jena HBA1 a HVD RHVm42.
- Spincoater Laurell 650 MZ.
- Plně počítačem řízené LBK depoziční systémy Lauda FW-2 a KSV Nima Large s aktivním antivibračním systémem Halcyonics Variobasic 40, analytickou výbavou (měření povrchového potenciálu, měření pH subfáze), Brewsterovým mikroskopem pro in-situ analýzu morfologie vrstev a liftem pro transfer vrstev na pevný substrát.
- Laboratorní pracoviště pro fyzikálně-chemickou přípravu vzorků.
- Home-made ATR-RS spektrometr umožňující přesné stanovení optických, foto-optických, elektro-optických, chirálních a geometrických parametrů tenkých vlnovodných vrstev.
- Jednotky pro Optical Time Domain Reflectometry (OTDR) optických vláken Agilent a Photodyne.
- Tříkomorové zařízení pro automatizované testování kinetiky distribuovaných plynových senzorů metodou OTDR v atmosféře s přesně nastavitelnou koncentrací cílového plynu.
- Analyzátory HP 70951B a Ocean Optics S1000 s bílým zdrojem Heraues FiberLight pro UV-VIS-NIR spektrální analýzu krátkých vzorků optických vláken a roztoků v rozsahu vlnových délek 200 – 1700 nm.
- Jednotka pro sváření optických vláken elektrickým obloukem Furukawa Fitel S174.
- Vybavení pro optickou polarizační transmisní a reflexní mikroskopii (Reichert Zetopan s CCD kamerou, UV zdroj, měření fluorescence, měření ve světlém a tmavém poli).
- Zařízení pro fyzikálně-chemickou analýzu roztoků XBC Magic interface s vodivostní sondou VEL 356 X a pH sondou.
- SW Comsol Multiphysics 4.8 (Humusoft Software Inc.) pro realizaci simulací vlnovodných struktur a optických prvků instalovaný na počítači MSI4 umístěném v počítačové učebně KIPLu, místnost T316
- Zařízení pro přípravu velmi čisté vody AquaOsmotic Typ 02 a 06 (el. vodivost < 2 uS/cm ) a ultra-čisté vody Merck Milli-Pore (el. vodivost vody < 0,05 uS/cm).
- Mikroskop atomárních sil (AFM) NenoVision LiteScope vybavený Akyiama sondami.
- Generátor vysoce čistého N2 (99.999%) NitroGen250 od firmy VSK Profi, s.r.o., s hodinovou kapacitou 8 m3.
- K dispozici pro charakterizaci struktur je též Ramanovský u-spektrometr Horiba s konfokálním mikroskopem pořízený spolu s IJD/ALD klastrem s přispěním projektu OPVVV CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_017/0002278 „Nový doktorský studijní program Kvantové technologie“, na jehož realizaci se podílí KIPL,KFE, KMat, KM a KF FJFI.
Stávající a připravované projekty
- Stávající grantově podpořené projekty
- Vývoj nových plasmonických nanostruktur s lokáním zesílením elektrického pole, s využitím v oblasti chemických senzorů a kvantových resonančních struktur.
- Využití metody LBK k přípravě nanostrukturovaných multivrstev s využitím metody koloidní litografie (colloid lithography).
- Vývoj nových High Entropy Alloys (HEAs) a tenkých filmů z nich složených určených především pro aplikace v oblasti senzoriky a protektivních vrstev.
- Optimalizace geometrické struktury a simulace chemické stability molekul, vývoj atomistických modelů HEAs s pomocí aplikace metod neuronových sítí a strojového učení.
- Dlouhodobě řešené výzkumné směry
- Vývoj lokálních a distribuovaných plynových senzorů na bázi modifikovaných optických vláken a plasmonických nanostruktur.
- Připravované projekty
- Rozvoj technologie metody IJD a jejích kombinací s dalšími depozičními technikami.
- Výzkum zaměřený na systémy ukládání energie a vodíkovou energetiku.
