Materiálový výzkum na ústavu anorganické chemie. Ondřej Jankovský

Materiálový výzkum na ústavu anorganické chemie Ondřej Jankovský

ÚSTAV ANORGANICKÉ CHEMIE  Koordinační chemie  Materiály pro fotoniku  Oxidové materiály  Polovodiče a nanomateriály  Teoretická chemie Vedoucí ústavu: Prof. Dr. Ing. David Sedmidubský Výuka  Obecná a anorganická chemie I a II (OACh-I) (OACh-II)  Laboratorní cvičení z obecné a anorganické chemie I a II  Chemické výpočty (ChV)  Struktura a vlastnosti anorganických materiálů (SVAM)  Bezpečnost a legislativa v chemii (BLCh)  Laboratoř oboru chemie a technologie materiálů  Krystalochemie (KCh)  Technologie speciálních anorganických materiálů (TSAM)  Koordinační chemie  Teoretické principy anorganické chemie  Laboratorní projekt I (laboratoře oboru) 2

ÚSTAV ANORGANICKÉ CHEMIE  Koordinační chemie  Materiály pro fotoniku  Oxidové materiály  Polovodiče a nanomateriály  Teoretická chemie OBLASTI VÝZKUMU • Nanomateriály – grafen, MoS2, CNT • Koordinační chemie a elektrochemie – karbenové komplexy • Směsné oxidy kobaltu: Ca-Co-O, Bi-Sr-Co-O (vysokoteplotní termoelektrika) • Perovskity na bázi manganu (M1-xAExMnO3): La-Sr-Mn-O, Pr-Sr-Mn-O, … • Polovodiče AIIIN: Ga-Al-N (elektronika), Ga-Er-N (optoelektronika), Ga-(Mn,Cr,Gd)-N (spintronika) • Vysokoteplotní supravodiče: Y-Ba-Cu-O, Bi-Sr-Ca-Cu-O, Hg-Ba-Ca-Cu-O • Materiály pro optoelektroniku (skla, LiNbO3 – dopování RE) • TiO2 – fotokatalýza, pigmenty • Materiály pro jaderné aplikace: AnN, UO2, MOX (paliva), pyrochlory Ln2Zr2O7 (matrice pro An), An-Be-Li-K(Na)-F

3

Spolupráce

a mnoho dalších podniků, vysokých škol i výzkumných institucí… 4

ÚSTAV ANORGANICKÉ CHEMIE     

Koordinační chemie Materiály pro fotoniku Oxidové materiály Polovodiče a nanomateriály Teoretická chemie

Experiment - měření potenciálů, při kterých dochází k oxidaci nebo k redukci zkoumané molekuly - měření rychlosti, s níž reakce probíhá - studium reakčního mechanismu -spojení elektrochemických a spektroskopických metod -úplná elektrolýza následovaná analýzou produktů Teorie - kvantově- chemický výpočet tvaru orbitalů a jejich energie - simulace spekter Me2N

Cr(CO)5

O

OMe

poslední plný orbital (HOMO) první volný orbital (LUMO)

ÚSTAV ANORGANICKÉ CHEMIE

PLANÁRNÍ OPTICKÉ VLNOVODY

    


Materiály pro integrovanou optiku - pasivní: odbočnice, ultrarychlé přepínače - aktivní: optické zesilovače, vlnovodné lasery Příprava optických vrstev - iontovými výměnami: Ag+/K+/Cu+/Er3+/Li+ (tavenina)  Na+/K+/Li+ (substrát) - iontovými

implantacemi vidová spektroskopie

polarizační mikroskop

ÚSTAV ANORGANICKÉ CHEMIE SUPRAVODIČE

    


TERMOELEKTRIKA

Ca3Co3.93O9+ =[Ca2CoO3-z][CoO2]1.62 2.0

Bi1.8Pb0.2Sr2Ca2Cu3O10+

 [m.cm]

1.5 1.0 0.5 0.0 0

50

100

150

T [K]

200

250


SOL-GEL PŘÍPRAVA OXIDOVÝCH MATERIÁLŮ


- homogenita roztoků/solů na atomární úrovni - snížení krystalizačních teplot o stovky °C - vysoce reaktivní amorfní prekursory - testování nových materiálů před použitím nákladnější technologie např. luminiscence Er3+ iontů v nové matrici:

vzorek připravený sol-gel metodou

monokrystal připravený LPE

DEPOZICE TENKÝCH VRSTEV Z KAPALNÉ FÁZE

spin-coater WS-650SZ6PNN/LITE Laurell Tech. Corp.

dip-coater RDC21-K Bungard Elektronik GmbH



PŘEDNÁŠKY V NÁSLEDUJÍCÍ SEKCI „ČESKO JE NANO“

ÚSTAV ANORGANICKÉ CHEMIE 0.0

T = 1373 K pO = 0.21

1.0

2

0.2

0.8 SM3

0.4

0.6 SM S4M3

0.6

0.4 S7M4

0.2

1.5

Bi O

0.8

Liq

1.0 0.0

0.2

0.4

0.0

B2S3

0.6

0.8

výpočty elektronových struktur

FactSage – výpočty termodynamických rovnovah a fázových diagramů Ca - Co - O2

Ga0.875Mn0.125N

p(O2) = 0.21 atm

N-2p Mn-3d

eg

1800 t2g

Ga-4s

-1

DOS [eV ]

5

1600

0

T(K)

EF

1400

-5

Ga-4s

eg

N-2p

-10

-8

-4

t2g Mn-3d

0

1.0

SrO

Wien2k –

10

x nO M


    

1200

4

E [eV] 1000 0

0.2

0.4

xCo

0.6

0.8

1

Navrhované projekty

OD ROKU 2015:  GACR  MPO - TRIO  TACR - EPSILON  MSMT – OP VVV  MVCR  MZe  MFCR - NORSKÉ FONDY

11

Výsledky základního i aplikovaného výzkumu ZÁKLADNÍ VÝZKUM  Cca 70 publikací v impaktovaných časopisech za rok  Často velmi prestižní časopisy  ACS nano (IF 12.9)  Advanced Functional Materials (IF 11.8)  Angewandte Chemie International Edition (IF 11.3)  Chemistry of Materials IF (8.4)  Podpora z projektů GACR APLIKOVANÝ VÝZKUM  1-2 užitné vzory za rok  Neúspěch v získávání dotací z TACR, MPO, MVCR, atd…   Neefektivní spolupráce s průmyslem    Nízké využití často velmi zajímavých výsledků základního výzkumu

12

LABORATOŘE ÚSTAVU ANORGANICKÉ CHEMIE NEDOSTAČUJÍCÍ PROSTORY !!!

13

14

KALORIMETRY, LFA

15

XRD

16

AFM, Ramanova spektroskopie, FT-IR, Spektrofotometr

17

FIB

Spolupráce s jinými ústavy

18

SPS, PPMS a HR-TEM

Spolupráce s jinými ústavy

19

Materiálový výzkum na ústavu anorganické chemie. Ondřej Jankovský

Recommend Documents