Co je cílem projektu?
Obecným cílem je posun Centra k větší míře internacionalizace výzkumného úsilí, které zajistí kvalitní poznatkovou základnu kombinací výpočtových a experimentálních metod v rámci materiálového výzkumu, která následně umožní nové aplikační pojetí a technická řešení se snahou uplatnění především u místních a spolupracujících průmyslových partnerů.
Dílčími cíli projektu jsou:
i) Vybudovat nový výzkumný tým v rozsahu 16 osob se zapojením zahraničních výzkumných pracovníků, s odpovídajícími kompetencemi vzhledem k definované výzkumné agendě a se zapojením nových pracovníků v kombinaci s vyčleněním stávajících odborníků Centra do tohoto týmu. Klíčové je vyvážení a zapojení zkušených odborníků pozice R3 a zapojení mladých výzkumných pracovníků. Dalším klíčovým aspektem tohoto cíle je zkušenost zahraničních pracovníků a jejich kontakty na partnerských zahraničních institucích.
ii) Zajistit rozvoj dvou mezinárodních strategických spoluprací s pracovišti, které jsou přímo zaměřeny na teoretickou a experimentální část materiálového výzkumu a současně jsou spjati s rekrutovaným klíčovým zahraničním výzkumným pracovníkem, a to především za účelem sdílení infrastruktur a přípravy společných výzkumných projektů v rámci H2020.
iii) Vyčlenit ze stávajícího portfolia přístrojového vybavení takové kapacity, které budou přímo využitelné pro prioritní oblasti výzkumu nového týmu a současně pořídit komplementární přístrojové zařízení pro experimentální činnost a výpočetní kapacity pro teoretické práce týmu.
Aktivity projektu:
Rozvoj výzkumu na křemíkových nanokrystalech a multivrstvách.
Syntéza a charakterizace optických vlastnosti TCO jako např. SnO2, TiO2 a ZnO a systematické teoretické i experimentální studium vlivu dopování TCO pomocí Al, Ga, In a Sn s důrazem na jejich optické vlastnosti.
Teoretické a experimentální studium elektronové struktury perovskitových materiálů BaTiO3, SrTiO3, ZnTiO3, které budou funkcionalizovány magnetickými dopanty jako například Ni, Co, Mn, Cr, Nb. Experiment se bude opírat především o úhlově rozlišenou fotoemisi (ARPES).
Charakterizace struktury a foto-fyzikálních vlastností TiO2 a Nb3O7(OH) superstruktur pro fotoelektrody a fotokatalýzu vody. Výpočet energetických parametrů a předpovědi fotoaktivity nových materiálů.
Studium elektronických vlastnosti základního stavu oxonitroaluminosilikátů, nitridosilikátů a nových technologicky slibných materiálů (jako např. Sr[LaAl3N4]). Detailní studium vlivu Eu a Ce dopantů na jejich elektronovou strukturu.
Studium exitovaného stavu a Stokesova posunu pomocí ab-initio výpočtů v kombinaci s mnohočásticovými metodami jako např. GW a DMFT. Studium vlivu vibrací a spin-orbitální interakce na jejich absorpční a emisní vlastnosti.
Experimentální studium těchto materiálů metodami optické spektroskopie, XPS a ARPES v jejich základním i excitovaném stavu.
Předpověď spinové polarizace povrchových rezonancí na površích polokovů Heuslerových slitin (jako např. Co2MnSi). Studium možnosti jak ovlivnit tuto vysokou spinovou polarizaci pomocí rozhraní s tenkými vrstvami (jako např. deponování Ag nebo Fe na Co2MnSi) a nanostruktur deponovaných na površích těchto materiálů.
Růst tenkých vrstev těžkých kovů jako např. Bi na feroelektrických površích perovskitů. Předpověď topologických vlastností těchto systémů a jejich charakterizace spinově rozlišenou fotoemisí. Přepínání spinových textur změnou polarizace povrchů a jejich možné využití pro spinový transport. Tyto studie budou rozšířeny na 3D materiály jako např. GeTe a zředěné magnetické polovodiče Ge1-xMnxTe, které vykazují zajímavou kombinaci feroelektricity a objemového Rashbova jevu. Tyto materiály budou pravděpodobně v budoucnu technologicky použity jako spinový tranzistor.
Studium nových topologických materiálů jako např. (Bi2Se3 a Bi2Te3) dopovanými magnetickými atomy.
Nanomechanické simulace flexoelektrického efektu ve feroelekrických materiálech (studovaných ve WP1). Elastické parametry a tenzor napětí budou získány pomocí ab-initio výpočtů pro nanostruktury, povrchy a slitiny.