Informačná stránka organizácie SAV

Fyzikálny ústav SAV

Medzinárodné projekty

CERN - ISOLDE - CERN - ISOLDE
CERN - ISOLDE
Program: CERN/MŠ
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Veselský Martin PhD.
Doba trvania: 1.1.2009 - 31.12.2020

Exotické tvary jadier skúmané v prieniku štúdia štruktúry a jadrových reakcií
Exotic nuclear shapes in the intersection of structure and reaction studies
Program: Medziakademická dohoda (MAD)
Zodpovedný riešiteľ: Doc. RNDr. Běták Emil DrSc.
Doba trvania: 1.1.2016 - 31.12.2018

HELENIC-REF - Hybridný integrovaný klaster pre generovanie elektrickej energie vrátane obnoviteľných palív
Hybrid Electric Energy Integrated Cluster concerning Renewable Fuels
Program: Horizont 2020
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švec Peter DrSc.
Anotácia:Ciele projektu HELENIC-REF sú orientované na stanovenie novej metodológie termolýzy vody pri teplotách pod 300oC a okamžitú produkciu energie a palív z nej. Metóda je založená na našich predbežných experimentoch s termolýzou vody pri 280oC v prítomnosti katalytickej vrstvy nanoporózneho Fe3O4, pričom životnosť katalyzátora je zabezpečená pomocou novej redukčnej metódy založenej na elektrónoch ovplyvnených Lorenzovou silou vytvorenou magnetickým poľom v oblasti elektrického poľa, ktoré zahrieva samotný katalyzátor. Metóda je cielená na prípravu vodíka a kyslíka ako aj na prípravu palív za prítomnosti CO2 jeho redukciou na CO a prípadne až na uhľovodíky (syntetický zemný plyn) metanáciou.
Doba trvania: 1.6.2015 - 30.5.2018

Kvantové technológie vo vesmíre
Quantum Technologies in Space
Program: COST
Zodpovedný riešiteľ: Doc. Mgr. Ziman Mário PhD
Doba trvania: 1.10.2016 - 1.10.2020

Magnetické správanie a doménová štruktúra moderných magneticky mäkkých materiálov
Magnetic behavior and domain structure of modern soft-magnetic materials
Program: Medziakademická dohoda (MAD)
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Butvinová Beata CSc.
Doba trvania: 1.1.2016 - 31.12.2018

NaMSeN - Nanophotonics with metal – group-IV-semiconductor nanocomposites: From single nanoobjects to functional ensembles
Nanophotonics with metal – group-IV-semiconductor nanocomposites: From single nanoobjects to functional ensembles
Program: International Visegrad Found (IVF)
Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Štich Ivan DrSc.
Doba trvania: 1.10.2015 - 30.9.2018

Nanoscale Quantum Optics
Nanoscale Quantum Optics
Program: COST
Zodpovedný riešiteľ: Prof. RNDr. Bužek Vladimír DrSc.
Anotácia:The investigation of quantum phenomena in nanophotonics systems may lead to new scales of quantum complexity and constitutes the starting point for developing photonic technologies that deliver quantum-enhanced performances in real-world situations. This ambition demands new physical insight as well as cutting-edge engineering, with an interdisciplinary approach and a view towards how such groundbreaking technologies may be implemented and commercialized. The Action aims at promoting and coordinating forefront research in nanoscale quantum optics (NQO) through a competitive and organized network, which will define new and unexplored pathways for deploying quantum technologies in nanophotonics devices within the European research area. The main vision is to establish a fruitful and successful interaction among scientists and engineers from academia, research centers and industry, focusing on quantum science & technology, nanoscale optics & photonics, and materials science. The Action will address fundamental challenges in NQO, contribute to the discovery of novel phenomena and define new routes for applications in information & communication technology, sensing & metrology, and energy efficiency. Gathering a critical mass of experts the Action will serve as a platform in NQO and as such it will cooperate with industry and academia to promote innovation and education in a forefront research field.
Doba trvania: 2.12.2014 - 1.12.2018

NEXMAG - Nové magnetické materiály na báze mangánu s výmennou interakciou
New Exchange-Coupled Manganese-Based Magnetic Materials
Program: ERANET
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švec Peter DrSc.
Anotácia:Cieľom projektu je vývoj magneticky stredne tvrdých kompaktných nanokompozitov na báze mangánu, hliníka a/alebo bizmutu s energetickým súčinom (BH)max ~ 4.5 x 106 Oe pomocou efektívnej interakcie medzi magneticky tvrdými fázami Mn-Al a/alebo Mn-Bi s vysokou anizotropiou a magneticky mäkkými fázami / matricou na báze Fe, FeCo a pod. bez použitia vzácnych zemín. Konkrétne inovatívne ciele: 1. dostupnými technikami pripraviť fázy MnAl, MnBi a pod.; 2. stanoviť koreláciu medzi ich mikroštruktúrou a magnetickými vlastnosťami; 3. overiť možnosti účinnej výmennej interakcie medzi časticami fáz na báze Mn s vysokou anizotropiou a časticami/matricou na báze Fe, FeCo a pod. s vysokou magnetizáciou v nasýtení. Očakávaný výsledok: príprava kompaktných stredne silných permanentných magnetov rôznych tvarov.
Doba trvania: 1.10.2015 - 30.9.2018

Pokročilé nanočasticové senzory plynov s vysokou citlivosťou pre ochranu životného prostredia, zdravotníctvo a detekcie výbušnín
Advanced nanoparticle based resistive-optoplasmonic solid state chemical gas sensors with high sensitivity for environment protection, healts improvement and explosive detection
Program: Bilaterálne - iné
Zodpovedný riešiteľ: Prof.,Ing. Luby Štefan DrSc.
Doba trvania: 1.1.2016 - 31.12.2018

StableNextSol - Stabilizovaná fotovoltaika ďalšej generácie: objasnenie mechanizmov degradácie organických solárnych článkov komplementárnymi charakterizačnými technikami
Stable Next-Generation Photovoltaics: Unravelling Degradation Mechanisms of Organic Solar Cells by Complementary Characterization Techniques
Program: COST
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Majková Eva DrSc.
Doba trvania: 1.2.2015 - 31.3.2018


Národné projekty

2D-materiály a ich funkcionalizácia
2D materials and their functionality
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Štich Ivan DrSc.
Anotácia:2D - MAT&FUN je medzinárodný projekt zameriavajúci sa na štúdium grafénu a grafénu podobným 2D - materiálom a ich funkcionalizáciou s cieľom prípravy materiálov s požadovanými elektrickými, magnetickými a sensorickými vlastnosťami. Cieľom je plne využiť synergiu medzi teoretickými a experimentálnymi skupinami a theoretickými skupinami navzájom, reprezentovanými tromi špičkovými teoretickými skupinami (CCMS na Fyzikálnom ústave SAV (CCMS), Un iverzitou v Regensburgu (UREG) a Univerzitou v Severnej Karolíne (NCSU)) a dvomi experimentálnymi skupinami (Univerzita v Osake (OUNI) a Justus Liebig Univerzitou v Gieesen (JLUG)). Primárnou úlohou žiadateľa, CCMS, budú ultra - presné výpočty založené na ex plicitne korelovaných mnoho - časticových metódach, hlavne na metóde kvantového Monte Carla (QMC). Naše predbežné výsledky ukazujú, že požitie takýchto presných metód je nevyhnutné pre spoľahlivé modelovanie funkcionalizácie týchto materiálov d - elektrónmi, p re presný popis ich elektrónových vlastností a popis energetiky dôležitej pre catalytické a senzorické procesy v týchto nových materiáloch. Modelovanie metódami QMC budeme robiť v spolupráci s odborníkmi z NCSU. Výsledky našich korelovaných výpočtov budú s lúžiť ako vstupné parametre do fenomenologickejšieho spintronického modelovania, ktoré bude prevádzať náš partner na UREG. Naše počítačové modelovanie bude tiež slúžiť na podporu experimentov, hlavne SPM, na tejto skupine materiálov u našich partnerov na O UNI a JLUG . Vzhľadom na skutočnosť, že projekt má charakter základného výskumu, očakávame hlavne výsledky vo forme publikácií v časopisoch s najvyššími impakt faktormi, ich vysokú citovanosť a pozvané prednášky na medzinárodných konferenciách. Výskumné ak tivity budú sprevádzať popularizačné aktivity v dennej tlači a akcie zacielené najmä na študentov stredných škôl cez Súťaž mladých fyzikov, Olympiádu mladých vedcov, Noc výskumníka atp.
Doba trvania: 7.1.2016 - 31.12.2019

Atomárna štruktúra a unikátne vlastnosti intermetalík, amorfných, nanokryštalických a komplexných kovových zliatín
Atomic structure and exceptional properties of intermetallics, amorphous, nanocrystalline and complex metallic alloys
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švec Peter DrSc.
Anotácia:Projekt je zameraný na vysvetlenie štruktúry a vlastností novovyvíjaných komplexných kovových, metastabilných amorfných, nanokryštalických zliatin a intermetalických systémov, v ktorých sa nové vlastnosti sa budú dosahovať prostredníctvom cielenej technologickej, kompozičnej štruktúrnej a tvarovej modifikácie a v ýberom vhodného spôsobu fyzikálneho spracovania. Študované vlastnosti, pozorované javy a štruktúry v objemoch a na povrchoch a mikromechanizmy riadiace ich vznik a stabilitu budú spoločne analyzované a interpretované najmodernejšími výpočtovými metódami a experimentálnymi technikami a postupmi až na atomárnej úrovni. Hlbšie sa zameriame o.i. na magneticky mäkké systémy s vysokou hodnotou indukcie v nasýtení, systémy s možnou náhradou 4d prechodových prvkov a strategických prvkov vzácnych zemín dostupnejšími , najmä v systémoch multikomponentných zliatin s vysokou entropiou a komplexných kovových materiáloch. K cieľom projektu patrí štúdium chemickej reaktivity a katalytických vlastností povrchov intermetalík na báze prechodových kovov (Ni, Pd, Cu, ...) a nano porézneho Au. Významným aspektom bude tiež vývoj a využitie špeciálnych tehník tepelného spracovania vo vysokých magnetických poliach na cielenú modifikáciu vlastností nových materiálov.
Doba trvania: 7.1.2016 - 31.12.2019

MAGRID - Ekonomická príprava práškového hydridu horčíka z roztaveného horčíka
Efficent preparation of powdered magnesium hydrid directly from the magnesium melt
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švec Peter DrSc.
Anotácia:Horčíkový hydrid patrí k najperspektívnejším materiálom na bezpečné uskladňovanie a prepravu vodíka. V súčasnosti sa vyrába energeticky nákladným a finančne náročným spôsobom mechanického mletia, čo výrazne obmedzuje jeho praktické uplatnenie. Predkladaný projekt aplikovaného výskumu je preto zameraný na overenie ekonomicky atraktívnej vý roby horčíkového hydridu priamym rozstrekovaním taveniny horčíka alebo jeho komplexnej zliatiny stlačeným vodíkom s cieľom priamo vyrobiť horčíkový hydrid vhodný na opakované uskladňovanie vodíka. Predmetom výskumu bude štúdium vplyvu zloženia taveniny, rý chlosti ochladzovania, tlaku plynu a veľkosti práškových častíc na množstvo vodíka obsiahnutého v tuhom prášku. Okrem toho sa bude skúmať schopnosť takéhoto prášku opakovane vylučovať a nechať sa nasýtiť dostatočným množstvom vodíka bez výraznej pasivácie povrchu prášku. Navrhnú sa aj spôsoby ďalšieho využitia prášku po vyčerpaní jeho schopnosti efektívne na seba viazať vodík. Úspešné výsledky projektu by mohli radikálne pomôcť pri uskladňovaní energie z čistých a obnoviteľných zdrojov energie a prispieť ta k k budovaniu tzv. zelenej energetiky.
Doba trvania: 1.7.2015 - 30.6.2018

Fyzikálne vlastnosti vody uväznenej v mezopóroch a kryoprotektíva
Physical properties of water confined in mesopores and cryoprotectans
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Šauša Ondrej CSc.
Anotácia:Projekt sa bude zaoberať štúdiom fyzikálnych vlastností vody uväznenej v mezopóroch vybraných matríc.Pôjde hlavne o sledovanie procesu kryštalizácie v závislosti na veľkosti pórov, type matrice a prítomnosti látok, ktoré kryštalizáciu potláčajú (dimetylsulfoxid). Poznanie týchto procesov je nesmierne dôležité nielen z hľadiska základného výskumu, ale aj z praktického hľadiska – voda je základom živých organizmov a na uschovanie živých buniek pri nízkych teplotách je potrebné zabrániť kryštalizácií vody v nich. Vhodnou metódou na štúdium fyzikálnochemických vlastností takýchto uväznených systémov je pozitrónová anihilačná spektroskopia (PAS) v kombinácií s ďalšími fyzikálnymi metódami (DSC). Originálnosť riešenia spočíva v aplikácií voľnoobjemového pohľadu na procesy prebiehajúce na molekulárnej úrovni, ktoré v konečnom dôsledku určujú makroskopické vlastnosti látok a v použití pozitrónia ako subnanometrovej sondy na štúdium lokálneho voľného objemu.
Doba trvania: 1.1.2017 - 31.12.2020

MoSense - Inovatívna MoS2 platforma pre diagnózu a cielenú liečbu rakoviny
Smart MoS2 platform for cancer diagnosis and targeted treatment
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Dr. Rer. Nat. Šiffalovič Peter PhD.
Anotácia:Cieľom predkladaného projektu je vývoj inovatívnych 2-rozmerných multifunkčných nanoplatforiem na báze MoS2 pre detekciu nádorových buniek a liečbu. MoS2 nanovrstvy (nanofliačky) pripravené exfoliáciou v tekutej fáze alebo Li interkaláciou a modifikované tak, aby mali nízku toxicitu a vysokú biokompatibilitu, budú chemicky funkcionalizované protilátkou pre špecifické nádorové bunky a relevantným cytotoxínom. V porovnaní s nanovrstvami na báze grafénu, MoS2 dáva podstatne silnejší signál potrebný pre pokročilú diagnostiku ako je Ramanova spektroskopia, rtg. metódy, SEM a TEM. Silný ramanov signál a fotoluminscencia umožnia sledovanie lokalizácie nanoplatformy in situ na úrovni bunky. To bude jeden z originálnych príspevkov projektu v oblasti poznatkov o interakcii bunky s nanoplatformou vo všeobecnosti. Nová kvalita laboratórnych testov interakcie nanoplatformy s nádorovou bunkou môže priniesť nové poznatky a podstatný pokrok v oblasti výskumu 2D nanovrstiev vo všeobecnosti. Nové poznatky očakávame aj v oblasti zvládania biokompatibility a toxicity 2D nanovrstiev čo je dôležité pre ich internalizáciu do bunky. Novo vypracované technologické procedúry budú mať priamy dopad pre technológiu na mieru pripravovaných 2D nanovrstiev.
Doba trvania: 7.1.2016 - 30.6.2020

Jadrová astrofyzika pri nízkych energiách
Low energy nuclear astrophysics
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Gmuca Štefan CSc.
Anotácia:Projekt je zameraný na štúdium radiačného záchytu protónov a alfa častíc pri nízkych energiách relevantných pre rp- a gamma- procesy počas života hviezd. Komplementárne bude študovaný aj pružný rozptyl týchto projektilov. Relativistický Dirac-Hartree-Fock prístup pre jadrovú hmotu bude namapovaný na štandardný relativistický model stredného poľa s hustotne závislými väzbovými konštantami. Následne bude model použitý na výpočty štruktúry kompaktných neutrónových hviezd, pozostatkov po kolapse masívnych hviezd.
Doba trvania: 1.1.2016 - 31.12.2019

astroNUCL - Jadrové reakcie v aplikáciách a astrofyzike
Nuclear reactions in applications and astrophysics
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Doc. RNDr. Běták Emil DrSc.
Doba trvania: 1.1.2014 - 31.12.2017

QETWORK - Kvantová teória grafov a sietí
Quantum theory on graphs and networks
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Doc. Mgr. Ziman Mário PhD
Anotácia:Úlohy a ciele tohoto projektu sú motivované vývojom efektívnych kvantových algoritmov, vývojom kvantovo-chemických simulácií a distribuovanými kvantovo-informačnými inováciami. Spoločným menovateľom všetkých úloh, na ktoré sme zamerali tento projekt, je pojem siete graficky reprezentujúcej zložené kvantovomechanické systémy a (topologické) vzťahy medzi nimi. Táto sieť znázorňuje interakcie (v širšom zmysle) medzi kvantovými systémami, resp. ich vzájomné korelácie. V rámci tohoto projektu sme naše konkrétne ciele výskumu kvantových sietí rozdelili do troch logických celkov zodpovedajúcim trom vyššie spomenutým oblastiam.
Web stránka projektu:http://www.quantum.physics.sk/rcqi/index.php?x=proj_apvv14_qetwork
Doba trvania: 1.7.2015 - 28.6.2019

QWIN - Kvantové kráčania a nekompatibilnosť
Quantum walks and incompatibility
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Reitzner Daniel PhD.
Anotácia:Projekt je zameraný na dve zdanlivo odlišné oblasti. Prvou je štúdium rozptylov kvantových kráčaní na rozličných grafových štruktúrach a za pomoci takýchto rozptylov nielen efektívne detekovanie špecifických vlastností grafov ale aj schopnosť navrhovať také grafy, u ktorých takáto detekcia je možná a vedie k výhode oproti klasickému prístupu. Druhou oblasťou je štúdium nekompatibility ako charakteristického javu nielen kvantovej teórie ale celej hierarchie štatistických teórií a následne využitím týchto poznatkov merateľne odlíšiť kvantovú teóriu od ostatných teórií (nielen od klasickej). Zastrešením týchto dvoch oblastí je popis kvantovej nekompatibility meraní pri štúdiu rozptylov kvantových kráčaní na grafových štruktúrach.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2017

LiKoZiP - Lignín ako kompozitný komponent do fenolformaldehydových živíc a drevoplastu
Lignin as Composite Component for Phenol - Formaldehyde Resins and Wood - Plactic Composite
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Štich Ivan DrSc.
Anotácia:Predkladaný projekt aplikovaného výskumu je zameraný na využitie lignínu pri príprave fenolformaldehydových živíc a drevoplastových kompozitných materiálov. Tieto materiály sú plánované ako súčasť portfólia priemyselného partnera tohto projektu, firmy Chemko, a. s. Slovakia, so sídlom v Strážskom. Lignín slúži ako alternatívny komponent pre dané aplikácie. V duchu konkurencieschopnosti na trhu sa v yužijú obnoviteľné zdroje v podobe lignínu v súčinnosti s inovatívnymi postupmi charakterizácie, prípravy a testovania pripravovaných materiálov. Úlohou tohto projektu je spektrálna a mikroskopická charakterizácia vstupných komponentov ako aj finálnych mat eriálov, v nadveznosti na mechanickú charakterizáciu a prepojenie s materiálovými makroparametrami. Tieto parametre slúžia ako nástroj inovatívnych postupov z hľadiska nákladov, ekológie a výroby založenej na obnoviteľných zdrojoch. Táto téma je výsostne aktuálna a tento projekt poskytuje synergiu špičkového výskumu založeného na sofistikovaných technikách a teórii na prospech inovatívnej aplikácie.
Doba trvania: 1.7.2016 - 30.6.2019

LHQC - Lokálne hamiltoniány v kvantovej zložitosti
Local hamiltonians in quantum complexity
Program: SASPRO
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Nagaj Daniel PhD.
Doba trvania: 1.9.2015 - 1.9.2018

Monitorovanie tepelno - vlhkostného režimu UNESCO pamiatky kostola sv. Jakuba v Levoči a národnej pamiatky katedrály sv. Martina v Bratislave
Monitoring of the hygrothermal regime of the UNESCO object of St Jame's Church in Levoči and national herritage object St Martin's Cathedrale in Bratislava
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Hudec Ján PhD.
Doba trvania: 1.10.2016 - 31.12.2018

Neutron - Monoenergetické rýchle neutróny – výkonný nástroj pre jadrové a materiálové štúdie
Monoenergetic fast neutrons: Powerful tool for nuclear and material studies
Program: SASPRO
Zodpovedný riešiteľ: Dr. Prajapati Pareshkumar Manharbhai
Anotácia:Tento projekt je zameraný na inicializáciu a ďalší rozvoj nového laboratória vybaveného laditeľným zdrojom monoenergetických neutrónov. Urýchľovač typu Tandetron bude využívaný na indukciu jadrovej reakcie 2D(d,n)3He a to za použitia plynného deutériového terča. Urýchľovačové laboratórium bude lokalizované v Piešťanoch. Urýchľovač samotný bude dodaný v priebehu roku 2015. Špecifickou oblasťou pôsobenie laboratória budú jadrové reakcie indukované rýchlymi neutrónmi s produkciou gama žiarenia, preto bude skonštruovaný špeciálny gama spektrometer založený na kombinácii polovodičových a scintilačných detektorov. Výskumnému programu laboratória dominuje štúdium reakcií súvisiacich s jadrovou energetikou (súčasnou i budúcou) a aplikácií v oblasti bezpečnosti, špecificky pri detekcii prítomnosti výbušnín alebo štiepneho materiálu v prepravovanom náklade. Fundamentálna jadrová fyzika bude zastúpená štúdiom jadrovej štruktúry stabilných izotopov, špecificky merania veľmi krátkych dôb života vzbudených hladín.
Doba trvania: 16.3.2015 - 16.3.2018

NANOSEN - Nanočasticové senzory pre plynné biomarkery chorôb
Nanoparticles-based sensors of gaseous biomarkers of diseases
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Ivančo Ján PhD.
Anotácia:Projekt má experimentálny charakter a je zameraný na výskum senzorov stopových koncentrácii niektorých prchavých organických zlúčenín, a to acetónu a formaldehydu, ktoré sa vyskytujú vo vydychovanom vzduchu človeka. Ich zvýšená koncentrácia vo vydychovanom vzduchu signalizuje chorobné zmeny v organizme (tzv. biomarkery). Senzory sú vytvorené na báze usporiadaných nanočasticových vrstiev, ktorých vodivosť sa mení v závislosti od druhu adsorbovaného plynu a jeho koncentrácie vo vzduchu. Tento druh senzorov sa označuje termínom chemirezistor. Projekt pokrýva návrh syntézy a prípravu špecifických nanočastíc a nanočasticových vrstiev, charakterizáciu ich transportných, štruktúrnych, optických, morfologických vlastností s dorazom na zhodnotenie senzorických vlastností finálnych senzorov. Cieľom projektu je získanie nových experimentálnych poznatkov o mechanizmu odozvy senzora na adsorpciu špecifického plynu. Vhodné senzorické vrstvy môžu v budúcnosti viest k jednoduchým a dostupným osobným testerom pre monitorovanie špecifických chorôb, napr. diabetes.
Doba trvania: 1.7.2015 - 28.6.2019

Nové stabilizované a štruktúrne usporiadané opticky a fotoelektricky aktívne organické materiály
Novel stabilized and structurally ordered optically and photoelectrically active organic materials
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Nádaždy Vojtech CSc.
Anotácia:Projekt je zameraný na získanie nových poznatkov a ich využitie vo výskume a vývoji organických molekulových systémov ako funkčných častí tenkovrstvových optických a fotoelektrických prvkov na základe ich unikátnych vlastností. Ide o rozvoj chemických postupov syntézy materiálov na báze tiofénov a pyrolov, technológie prípravy, štúdium štruktúry usporiadaných polymérnych systémov a analýzu ich optických a elektrických vlastností. Výskum smeruje k príprave organických materiálov so zvýšenou stabilitou (chemickou, teplotnou, optickou) voči vonkajším vplyvom pre molekulárnu elektroniku.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2018

OTPS - Optimalizácia silnokorelovaných kvantových systémov pomocou tenzorových súčinových stavov
Optimization of strongly-correlated quantum-mechanical systems by tensor product states
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Gendiar Andrej PhD.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2017

ProQuNet - Prieskum kvantových sietí pomocou kvantových kráčaní
Probing quantum networks with quantum walks
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Reitzner Daniel PhD.
Anotácia:V teórii kvantovej informácie a kvantových výpočtov hrajú kvantové kráčania úlohu špecifického modelu, ktorý je na jednej strane relatívne jednoduchý ako z teoretického, tak aj z experimentálneho hľadiska, a na strane druhej stále dostatočne komplexný aby poskytoval výpočtové výhody oproti klasickým aplikáciám, pričom je univerzálnym výpočtovým modelom. Kvantové kráčania tak majú potenciál určovať vývoj v moderných kvantových technológiách pričom v blízkej budúcnosti sa môžu stať vhodným modelom pre kvantové simulátory strednej veľkosti. Špecifickou úlohou v rámci týchto aplikácií je prieskum kvantových sietí. V tomto projekte sa plánujeme venovať tejto úlohe špecifickým pohľadom cez rozptylové kvantové kráčania na grafoch, pri ktorých sú na špecifických miestach grafu pripojené nekonečné ramená cez ktoré vpúšťame chodcov a sledujeme na ktorom z týchto výstupov sa objavia. Takto chceme najprv identifikovať vlastnosti grafov, ktoré majú pri tomto prístupe vplyv na chovanie chodca, pričom požadujeme ich efektivitu (čo sa týka dĺžky vlnového balíka). Tieto zistenia budú následne použité pre špecifické úlohy ako napríklad vyhľadávanie defektov na grafoch, alebo ich “obchádzanie”, presmerovávanie chodcov, rozptylové simulátory, programovateľný transport, alebo transport v zašumenom prostredí. K dosiahnutiu týchto cieľov využijeme znalosti z oboch skupín - slovenský partner je expertom na kvantové vyhľadávania a výpočtovú zložitosť zatiaľ čo portugalský partner je expertom na transport v grafoch, priestorové vyhľadávanie za pomoci kvantových kráčaní a ako sú tieto ovplyvňované chybami mriežky.
Doba trvania: 1.1.2016 - 31.12.2017

Prvoprincípové počítačové modelovanie v nanotechnológiách
First-principles computer modeling in nanotechmology
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: prof. Ing. Štich Ivan DrSc.
Anotácia:Projekt je založený najmä na silnej spolupráci s experimentálnymi skupinami v zahraničí (Osaka University, Giessen University, Regensburg University, North Carolina State University) s cieľom teoretického modelovania týchto experimentov. Plánujeme tieto projektové okruhy: 1) zobrazovanie a manipulácia pomocou (bezkontaktného) silového mikroskopu (NC-AFM), 2) nanotribológia, 3) spintronika a magnetické nanoštruktúry na graféne, 4) štúdium molekulových spínačov. Na štúdium použijeme najmä metódy teórie hustotového funkcionálu (DFT) a korelované metódy kvantového Monte Carla (QMC). Konkrétne v 1) plánujeme štúdium povrchu Al2O3 (alumina), ktorého atomárna štruktúra nie je plne objasnená a pre ktorý máme veľmi kvalitne NC-AFM obrazy. Ďalej sa budeme venovať manipulácií organických molekúl adsorbovaných na povrchoch. 2) V nanotribológii sa budme venovať superlubricite nanočastíc. V 3) chceme študovať molekulové magnety na graféne a v 4) najmä chemicky a tepelne spínateľné molekuly.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2017

QWIN - Quantum Walks and Incompatibility
Quantum Walks and Incompatibility
Program: SASPRO
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Reitzner Daniel PhD.
Anotácia:Projekt pozostáva z dvoch hlavných častí, jednoj pojednávajúcej o kvantových kráčaniach (táto je rozdelená na časť o rozptylových kráčaniach a o efektoch dekoherencie) a druhej pojednávajúcej o kvantovej nekompatibilite. V provm roku bežania projektu sme sa venovali otázke dekoherencie v kvantových kráčaniach a to konkrétne vplyvu dekoherencie v aplikáciách kvantových kráčaní. Jedným z čiastočných výsledkov je, že takéto vplyvy, až na pár výnimiek, rýchlo znižujú efektivitu v špecifickej aplikácii, konkrétne v kvantovo-kráčacom analógu Groverovho kvantového vyhľadávania. Druhý čiastočný výsledok sa týka identifikovania nadbytočných hrán v kvantových sieťach, ktoré sa dajú považovať za netesnosti v sieti. Tento výsledok je však zatiaľ predbežný. Téma kvantovej nekompatibility si tento rok dala za cieľ stanoviť a popísať zovšeobecnenú mieru nekompatibility, ktorá by mala byť dôležitá pri využití nekompatibility ako zdroja kvantovosti v kvantových aplikáciach. Tento bod sa nám podarilo nielen úplne splniť, ale dosiahli sme aj dodatočné výsledky. Jednak je to popis zovšeobecnenej Tsirelsonovej hranice. Ďalšie výsledky, aj keď neplánované v rámci projektu, avšak týkajúce sa tejto témy, sú zovšeobecnenie miery nekompatibility na merania na vývojoch a popis dynamických vplyvov na nekompatibilitu.
Doba trvania: 7.4.2015 - 6.4.2018

Rozvoj poznatkovej bázy v oblasti pokročilých kovových materiálov s využitím moderných teoretických , experimentálnych a technologických postupov
Advancement of knowledge in area of advanced metallic materials by use of up - to - date theoretical, experimental, and technological procedures
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švec Peter DrSc.
Anotácia:Projekt je zameraný na zrýchlenie rozvoja poznatkovej bázy v oblasti pokročilých kovových materiálov za účasti reprezentatívnej časti aktuálnej vedeckej základne Slovenska, menovite Slovenskej technickej univerzity (STU) v Bratislave, Fyzikálneho ústavu (FÚ) Slovenskej akadémie vied (SAV) a Ústavu materiálového výskumu (ÚMV) SAV. Pri riešení projektu bude využitá špičková nedávno obstaraná prístrojová technika dostupná riešiteľským pracoviskám v univerzitných vedeckých parkoch STU v Bratislave a Trnave, ako aj vo vedeckých centrá ch SAV v Bratislave (FÚ) a Košiciach (ÚMV). Experimentálne orientovaný výskum bude kombinovaný s výpočtami z prvých princípov (FÚ SAV) a termodynamickými predikciami (ÚMV SAV), teda postupmi, v ktorých dosiahli riešiteľské pracoviská z SAV svetové uznanie . Tematicky pôjde o teoretické a experimentálne štúdium pokročilých kovových materiálov hlavne z hľadiska fázových rovnováh a tvorby nových resp. spresňovania už existujúcich fázových diagramov, charakterizovania kryštálových štruktúr neznámych a málo preš tudovaných komplexných fáz, elektrochemických a katalytických vlastností povrchov, ako aj inovácií v oblasti prípravy tenkých vrstiev, povlakov a pások. Očakávané výsledky budú postupne publikované v relevantných vedeckých časopisoch, použité riešiteľmi pr ojektu v pedagogickom procese, prípadne konzultované so zástupcami výrobného sektora s cieľom transferu technologických poznatkov do praxe. Všetky riešiteľské pracoviská majú obrovské skúsenosti s propagáciou vedy, ktoré chcú využiť a naďalej rozvíjať aj v rámci projektu.
Doba trvania: 7.1.2016 - 30.6.2020

WearQuPros - Slabá náhodnosť v kvantových protokoloch
Weak Randomness in Quantum Protocols
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Doc. RNDr. Plesch Martin PhD.
Anotácia:Bezpečnosť patrí v súčasnosti k jedným z najskloňovanejších pojmov vo vede, politike, ekonomike, ako aj v každodennom živote. Význam tohto slova sa však za posledné desaťročia výrazne zmenil. Význam slovného spojenia „byť v bezpečí“ dnes neznamená nutne mať silnejšiu armádu ako protivník, ale mať viac informácií. Je preto veľmi dôležité zabezpečiť bezpečnosť komunikácie, a to nie len pre vlády a spoločnosti, ale pre každého. Cieľom tohto projektu je skúmať, prípadne aj nanovo definovať, bezpečnosť špecifickej skupiny komunikačných protokolov: protokolov využívajúcich vlastnosti kvantovej fyziky. Mnoho týchto protokolov sa vo všeobecnosti pokladá za bezpečné bez ohľadu na vonkajšie okolnosti. My sa zameriame na špecifický útok, pri ktorom útočník môže ovplyvňovať zdroje náhodnosti použité v protokoloch. Predbežné výsledky ukazujú, že táto útočníkova schopnosť môže výrazne znížiť bezpečnosť existujúcich protokolov, alebo ich špecifických implementácií a preto je veľmi dôležité túto problematiku preskúmať.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2018

Štatistická fyzika priestorovo ohraničených systémov
-
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Šamaj Ladislav DrSc.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2017

STRUJA - Štruktúra jadrovej hmoty
Structure of the nuclear matter
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Venhart Martin PhD.
Anotácia:Projekt je zameraný na základný výskum v oblasti jadrovej fyziky a na vývoj zariadení pre experimentálnu jadrovú fyziku. V oblasti základného výskumu bude realizované experimentálne štúdium neutrónovo-deficných izotopov zlata metodikou in-beam spektroskopie a budú študované možnosti produkcie neutrónovo-bohatých jadier. Výskum a vývoj zariadení bude prebiehať najmä v súvislosti s rozvojom laboratória založenom na tandemovom urýchľovači typu Tandetron v detašovanom pracovisku FÚ SAV v Piešťanoch. Vyvinutý bude plynový terč určený na produkciu monoenergetických rýchlych neutrónov. Ďalej budú vyvíjané unikátne páskové transportné systémy určené pre použite na zariadeniach produkujúcich rádioaktívne zväzky vo svetových laboratóriách.
Doba trvania: 1.7.2016 - 30.6.2020

Vlastnosti nových progresívnych konštrukčných materiálov v agresívnom prostredí roztavených solí
The behaviour of new progressive construction materials in aggresive enviroment of molten salts
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Švec Peter DrSc.
Anotácia:Predložený projekt je zameraný na komplexný výskum koróznych procesov pokročilých konštrukčných materiálov, prebiehajúcich v agresívnych roztavených fluoridových soliach. Objektmi výskumu sú špeciálne zliatiny a keramické materiály pre vysokoteplotné aplikácie. Nosnou témou bude štúdium koróziou podmienenej degradácie mikroštruktúry v z ávislosti od spôsobu prípravy a následného spracovania materiálov. Pôjde o pochopenie mechanizmu korózneho poškodenia mikroštruktúry skúmaných materiálov v roztavených médiách využitím multidisciplinárnej kombinácie techník, ktorými je možné detailne analy zovať a charakterizovať aj citlivé zmeny v lokálnej štruktúre koróznych medzivrstiev na atomárnej úrovni medzi taveninou a materiálom pri zvýšenej teplote. Cieľom je tiež získať komplexný obraz o fyzikálnom charaktere jednotlivých použitých roztavených sys témoch, kde sa následne využitím kombinácie difrakčných, zobrazovacích a spektrálnych metód v kombinácii s výpočtovými metódami umožní určiť štruktúrna charakteristika zlúčenín, vznikajúcich v priebehu korózneho procesu. Uvedená koncepcia predloženého výsk umu k danej problematike umožní trvalý prínos v oblasti materiálového výskumu a môže byť zovšeobecnená a aplikovateľná v ostatných oblastiach materiálových procesov a výskumu.
Doba trvania: 7.1.2016 - 30.6.2020

Vnútorné makroskopické sily - z čoho pochádzajú a ako ovplyvňujú magnetické vlastnosti vysokoindukčných kovových pások
Intrinsic macroscopic forces - what are its sources and how it impacts magnetic properties of high-induction metallic ribbons
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Butvinová Beata CSc.
Anotácia:Projekt je úzko zameraný na špecifické vlastnosti nových magneticky mäkkých nanokryštalických materiálov s veľkým pomerom povrchu k objemu. Tieto materiály s vysokou indukciou v nasýtení sa v súčasnosti vyvíjajú najmä pre výkonovú elektroniku pre efektívnu výrobu elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov. Z ekonomických dôvodov sa vyžadujú lacné, dostupné suroviny a kvôli vysokej indukcii sa obmedzujú nemagnetické prvky. Tým sa vlastnosti, ktoré pri starších podobných materiáloch boli považované za marginálne stávajú závažné: Vzniká makroskopická heterogenita vedúca k vnútorným silám medzi povrchom a vnútrom magnetickej zložky (tenká páska, prášok) s následkom výrazného ovplyvnenia magnetických vlastností dôležitých pre zamýšľané využitie. Tieto špecifické vlastnosti už dlhšiu dobu študujeme na veľmi podobných páskach a veríme, že poznatky a skúsenosti využijeme na efektívne riešenie projektu s cieľom vlastnosti vysvetliť a umožniť tak optimálny výber moderných materiálov a metód ich spracovania.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2017

Kremik - Výskum fyzikálnych vlastností a kinetiky formovania vrstiev čierneho kremíka
Research of physical properties and growth kinetics of black silicon layers
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Pinčík Emil CSc.
Doba trvania: 1.7.2016 - 30.6.2019

Výskum skreslenia DLTS signálov.
Study of deformed DLTS signal.
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Rusnák Jaroslav PhD.
Anotácia:Výskum bude zameraný na príčiny skreslenia prechodových javov DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) a vývoj metodiky analýzy DLTS, pri takomto prechodovom jave. Hlavne sa jedná skúmanie vlastností polovodičových štruktúr, ktoré sa používajú aj pre solárne články, ako alternatívne zdroje energie. Ďalším krokom pri tomto výskume bude aj vývoj, respektíve modifikácia jestvujúceho meracieho systému na meranie elektrických vlastností spomenutých štruktúr na báze nových perspektívnych elektronických obvodov, ktorý bude mať široké uplatnenie pri základnom výskume polovodičových štruktúr. Bude prenositeľný s pripojením na počítač cez USB a využiteľný aj v pedagogickom procese.
Doba trvania: 1.1.2017 - 31.12.2019

Výskum štruktúr čierneho kremíka
-
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Pinčík Emil CSc.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2017

XRAYSURF - Výskum technológie nanoobrábania pre aktívne povrchy novej generácie RTG optiky
Research of the nanomachining technology for active surfaces of the new generation of the X-ray optics
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Majková Eva DrSc.
Anotácia:Cieľom predkladaného projektu je vývoj a pilotná aplikácia nanoobrábacích metód SPDT a FC pri príprave vysoko kvalitných aktívnych povrchov splňujúcich prísne požiadavky najnovšej generácie rtg kryštálovej optiky. Vyvinuté postupy budú použité pri príprave prvkov rtg optiky pre pokročilú rtg metrológiu a rtg zobrazovanie, ktoré budú zaradené do experimentálnych zostáv a budú testované v reálnych experimentoch. Zameriame sa na Si a Ge typické pre rtg optiku. Cieľom je dosiahnuť lokálnu drsnosť povrchu hlboko pod 1 nm rms a odchýlky od planarity rádu nanometrov na dĺžkach rádu milimetrov pri maximálnej eliminácii oblasti SSD.
Doba trvania: 1.7.2015 - 30.6.2018

Vysoko kvalitné aktívne povrchy pre novú generáciu prvkov kryštálovej röntgenovej optiky
High-quality active surfaces for the next generation of the crystal X-ray optics
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Jergel Matej DrSc.
Anotácia:Projekt sa zaoberá vývojom technológie obrábania povrchov založenej na pokročilých metódach využívajúcich diamantový hrot (single point diamond turning, fly cutting) a ich implementáciou pri príprave prvkov novej generácie multifunkčnej kryštálovej röntgenovej optiky, najmä na báze monokryštálov germánia, kremíka a medi. Hlavnými sledovanými parametrami budú morfológia opracovaných povrchov na rôznych rozmerových škálach a rozsah poškodenia kryštálovej mriežky pri povrchu s cieľom minimalizovať drsnosť povrchu aj oblasť poškodenej mriežky. To zaručí potlačenie difúzneho rtg rozptylu a geometricky a spektrálne čistú pracovnú rtg difrakciu, čo je osobitne dôležité pre silne asymetrickú difrakciu s pridanou funkcionalitu tvarovania rtg zväzku. Okrem optimalizácie parametrov obrábania sa projekt preto zameria aj na následnú konečnú úpravu aktívnych povrchov kryštálovej rtg optiky, a to kombináciou mechanických a chemických metód ako aj využitím iónových zväzkov a pulzného nanosekundového laserového zdroja.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2017

Vývoj prostriedkov na simuláciu transportu spinu v rastrovacej tunelovej mikroskópii
Development of Scanning Tunneling Microscopy Simulation Tools for Spin Transport
Program: SASPRO
Zodpovedný riešiteľ: Dr. Palotás Krisztián
Doba trvania: 1.1.2016 - 31.12.2018

DevTransSens - Vývoj senzorov a metód pre prechodové metódy merania termofyzikálnych vlastností látok a ich aplikácia pre možnosti sezónneho uskladnenia tepelnej energie.
Development of sensors and measurement methods for transient techniques for the measurement of thermophysical properties of materials and their application for seasonal storage of heat energy
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Boháč Vlastimil CSc.
Anotácia:Vyšetrovanie termofyzikálnych vlastností prírodných materiálov pomocou nových senzorov a metód. Tepelné vlastnosti hornín sú kritickým parametrom pre riešenie problémov sezónneho uskladnenia tepelnej energie v geologickom podloží okolo domov. Pre optimalizáciu procesu ukladania energie potrebujeme poznať termofyzikálne vlastnosti prostredia do ktorého sa energia ukladá. Pre numerické simulovanie javov transportu tepla pri prestupe z výmenníka tepla do materiálov geologického podložia (napr. vápenec a ílovité hliny) musíme poznať hodnoty koeficientov tepelnej teplotnej vodivosti a mernej tepelnej kapacity. V rámci projektu budú navrhnuté a vyrobené jedno-sondové termofyzikálne senzory a ich modifikácie pre in-situ merania. Nové senzory sa umiestnia do rúrkových vývrtov v rôznych podmienkach, teda hline a skalných masívoch. Pre nové jedno-sondové termofyzikálne senzory budú na báze doterajších skúseností vypracované nové modely tak, aby čo najpresnejšie popisovali experiment.
Doba trvania: 1.1.2017 - 31.12.2019

Vzťah elektrónového transportu a štruktúry, rozmerov a usporiadania v nanočasticových súboroch pre pokročilé senzory plynov
Electronic transport vs. structure, size and ordering in nanoparticle arrays for advanced gas sensors
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Dr. Rer. Nat. Šiffalovič Peter PhD.
Anotácia:Cieľom výskumu sú nové poznatky o elektrónovom transporte v nanočasticových (NČ) súboroch polovodičových oxidov železa aj v kombinácii s oxidom grafénu v závislosti na laterálnom a vertikálnom usporiadaní. Súbory sa pripravia modifikovanou Langmuir-Schaefferovou metódou a ich štruktúra sa bude skúmať najmä metódou GISAXS. Elektrónový transport v súboroch, ktoré sa používajú napr. v NČ senzoroch plynov nie je dostatočne preskúmaný. Jeho zložitosť vyplýva z kombinovania inter- a intračasticových zložiek prúdu ovplyvnených rozmerovými efektami. Pochopenie transportu je spolu s povrchovými molekulovými interakciami východiskom k pokročilým senzorom plynov pre ochranu zdravia, životného prostredia a civilnú bezpečnosť. Ich výskum zatiaľ diverguje bez potrebnejnej systemizácie, kľúčom ku ktorej je aj objasnenie transportu. Senzory musia byť teplotne stabilné a štrukturne homogénne, aby sa dali miniaturizovať a integrovanť do elektronických obvodov.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2017

Vzťahy medzi elektrónovou štruktúrou a mikroštruktúrou tenkých kopolymérnych vrstiev
Relations between electronic structure and microstructure of copolymer thin films
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Gmucová Katarína CSc.
Anotácia:Účinnosť konverzie slnečného žiarenia na elektrickú energiu závisí okrem iného od separácie náboja po iniciovaní fotovoltického procesu absorpciou fotónu, pri ktorej sa vygeneroval excitón. Prítomnosť rozhrania medzi donorom a akceptorom v tenkej vrstve udržiava elektróny a diery v oddelných oblastiach a zlepšuje tak separáciu náboja. V posledných rokoch získala mimoriadny význam syntéza nových plne konjugovaných kopolymérov spájajúcich v jednej molekule polyméry s dierovou a elektrónovou vodivosťou. Vzťahy medzi mikroštruktúrou a elektrickými vlastnosťami takých kopolymérov nie sú ešte plne pochopené. Je to zapríčinené aj prítomnosťou usporiadaných (polykryšytalických) a neusporiadaných (amorfných) fáz v tenkých vrstvách pripravených mokrou cestou. Tento návrh projektu je zameraný na vysvetlenie vzťahov medzi mikroštruktúrou tenkej vrstvy koplyméru a hustotou stavov štruktúrnych defektov, ktoré výrazne ovplyvňujú funkčnosť solárnych článkov.
Doba trvania: 1.1.2017 - 31.12.2020

Zákonitosti tvorby a termodynamická stabilita štruktúrne komplexných fáz v zliatinách na báze hliníka alebo zinku
-
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Ing Švec Jr. Peter PhD.
Anotácia:Predkladaný projekt je zameraný jednak na experimentálne a teoretické štúdium fázových diagramov zliatin na báze hliníka alebo zinku obsahujúcich jeden alebo dva prvky zo skupiny prechodných kovov a jednak na štúdium tenkých vrstiev a povrchov vyrobených z týchto zliatin. Na prípravu tenkých vrstiev bude použitá metóda rádiofrekvenčného naprašovania kombinovaná v prípade potreby s iónovou implantáciou v plazme. Spravidla kvázirovnovážne fázy budú charakterizované exaktnými experimentálnymi metódami s využitím HRTEM, HRSEM, DTA, DSC, EDX, ako aj rtg. a elektrónovej difrakcie. Na predikciu fázových rovnováh bude použitý termodynamický databázový program ThermoCalc. Projekt má charakter základného výskumu so zreteľom na praktickú aplikovateľnosť dosiahnutých výsledkov. Poznatky získané v projekte budú publikované v karentovaných časopisoch a prezentované na svetových vedeckých konferenciách. Časť z nich bude použitá na popularizáciu vedy, predovšetkým medzi stredoškolskými študentmi.
Doba trvania: 1.1.2015 - 31.12.2017

Celkový počet projektov: 45