Témy dizertačných prác – ako začať?

1. Filip, Peter: Kvantové oscilácie v externých poliach

   (Quantum oscillations in external fields)
   —

   Školiteľ: Filip, Peter, Mgr., PhD.

   Kontakt: peter.filipsavbask

    
2. Gendiar, Andrej: Kvantová mechanika v jazyku tenzorových sietí

   (Quantum mechanics in the language of tensor networks)
   —

   Školiteľ: Gendiar, Andrej, Mgr., PhD.

   Kontakt: andrej.gendiarsavbask

   Ciele:
   

   Vlastnosti tenzorových súčinových stavov budú vyšetrované pomocou entropie previazania na kvantových spinových modeloch.

   Anotácia:
   

   Tenzorové súčinové stavy sa využívajú v modernej fyzike na výpočet energií a vlastných stavov kvantových modelov. Typickým systémom sú napr. spinové modely, ktorých hamiltoniány opisujú magnetizmus pri nulovej teplote. Pomocou tenzorových súčinových stavov sa aproximuje kvantová vlnová funkcia, ktorá v sebe nesie fyzikálne stupne voľnosti, ktoré popisujú Hilbertov priestor, ale zároveň aj pomocné (tzv. nefyzikálne) stupne voľnosti, ktorých veľkosť kontroluje dosah korelácií, t.j. presnosť. Budeme nimi charakterizovať mnohočasticové interagujúce spinové systémy vo fázovom prechode pomocou kvantového previazania (entanglement). Keďže ide o netriviálnu úlohu, ktorá nie je analyticky riešiteľný, využijeme numerické prístupy, pri ktorých môže byť použitý ľubovoľný programovací jazyk, napr. Python, MatLab, C++, a pod. Pokúsime sa navrhnúť nové alternatívne metódy tenzorových sietí, ktoré budú mať pôvod v renormalizačných technikách.

    
3. Kalinay, Pavol: Dimenzionálna redukcia evolučných rovníc v priestorovo obmedzených systémoch

   (Dimensional reduction of evolution equations in space constrained systems)
   —

   Školiteľ: Kalinay, Pavol, RNDr., CSc.

   Kontakt: pavol.kalinaysavbask

    
4. Nagaj, Daniel: Kvantová hamiltonovská komplexnosť

   (Quantum Hamiltonian complexity)
   —

   Školiteľ: Nagaj, Daniel, Mgr., PhD.

   Kontakt: daniel.nagajsavbask

    
5. Nagaj, Daniel: Kvantová optimalizácia

   (Quantum optimization)
   —

   Školiteľ: Nagaj, Daniel, Mgr., PhD.

   Kontakt: daniel.nagajsavbask

    
6. Nagaj, Daniel: Algoritmy pre zašumené a malé kvantové počítače blízkej budúcnosti

   (Algorithms for small, noisy, near-future quantum computers)
   —

   Školiteľ: Nagaj, Daniel, Mgr., PhD.

   Kontakt: daniel.nagajsavbask

   Anotácia:
   

   Súčasný vývoj kvantových počítačov ukazuje, že ešte máme pred sebou kus cesty k škálovateľným univerzálnym systémom s opravou chýb. Na druhej strane, súčasné technické možnosti ukazujú, že aj relatívne malé systémy so zašumenou kontrolou sa už dostávajú na hranicu súčasných klasických možností simulovať ich. V tejto práci bude našim cieľom preskúmať možnosti a limity takýchto systémov na praktické využitie. Chceme nielen ukázať, že sú klasicky ťažko simulovateľné, ale aj užitočné. Budeme skúmať ich limity a potenciál pre prípravu stavov, optimalizáciu, kvantové simulácie, ako aj použitie na strojové učenie.

    
7. Plesch, Martin: Termodynamika kvantových častíc

   (Thermodynamics of quantum particles)
   —

   Školiteľ: Plesch, Martin, RNDr., PhD.

   Kontakt: martin.pleschsavbask

   Ciele:
   

   Cieľom je analýza termodynamických vlastností ansámblov kvantovomechanických častíc

   Anotácia:
   

   Kvantové častice vykazujú iné kolektívna vlastnosti ako klasická. Princíp ich nerozlíšiteľnosti a existencia dvoch druhov častíc (fermióny a bozóny) vedú k veľmi prekvapivým a zaujímavým fundamentálnym efektom. Cieľom práce bude skúmať tieto efekty a ich vplyv na termodynamické procesy v mezoskopických systémoch, napríklad bunkách.

    
8. Plesch, Martin: Benchmarking kvantových počítačov

   (Benchmarking of quantum computers)
   —

   Školiteľ: Plesch, Martin, RNDr., PhD.

   Kontakt: martin.pleschsavbask

   Ciele:
   

   Cieľom je testovanie a benchmarking kvantových počítačov prístupných cez cloud.

   Anotácia:
   

   Malé kvantové počítače zažili v nedávnej minulosti nevídaný rozmach, vďaka firme IBM, ktorá sprístupnila svoj kvantový počítač pomocou kloudovej služby. Týmto krokom sprístupnili kvantové experimenty teoretikom z celého sveta. Viacero iných firiem (napr. Rigetti a Alibaba) navyše nasleduje IBM a sprístupňujú svoje kvantové počítače širokej odbornej verejnosti.

   V rámci práce budeme testovať počítače na ich výkonnosť v rámci protokolov, ktoré sľujú možnú aplikovateľnosť aj na malom počte qubitov, ako napríklad Variačný Quantum Eigensolver.

    
9. Šamaj, Ladislav: Štatistická mechanika coulombovských systémov

   (Statistical mechanics of Coulomb systems)
   —

   Školiteľ: Šamaj, Ladislav, RNDr., DrSc.

   Kontakt: ladislav.samajsavbask

    
10. Ziman, Mário: Kvantovo-informačné štruktúry v priestoročase

    (Quantum information structures in space-time)
    —

    Školiteľ: Ziman, Mário, doc. Mgr., PhD.

    Kontakt: mario.zimansavbask

     
11. Ziman, Mário: Operačná kvantová termodynamika

    (Operational quantum thermodynamics)
    —

    Školiteľ: Ziman, Mário, doc. Mgr., PhD.

    Kontakt: mario.zimansavbask

     
12. Ziman, Mário: Kvantové verifikačné metódy

    (Quantum verification methods)
    —

    Školiteľ: Ziman, Mário, doc. Mgr., PhD.

    Kontakt: mario.zimansavbask

     
13. Ziman, Mário: Optimalizácia kvantových štruktúr vyšších rádov

    (Optimalisation of higher-order quantum structures)
    —

    Školiteľ: Ziman, Mário, doc. Mgr., PhD.

    Kontakt: mario.zimansavbask

     
14. Ziman, Mário: Komunikácia a kryptografia v kvantových sieťach

    (Quantum network communication and security)
    —

    Školiteľ: Ziman, Mário, doc. Mgr., PhD.

    Kontakt: mario.zimansavbask

     

To top

1. Boháč, Vlastimil: Vývoj jednosondových senzorov a metód na vyšetrovanie tepelných vlastností materiálov

   ()
   —

   Školiteľ: Boháč, Vlastimil, Ing., CSc.

   Kontakt: vlastimil.bohacsavbask

    
2. Boháč, Vlastimil: Vyšetrovanie termofyzikálnych vlastností poréznych materiálov pri simultánnom transporte tepla a vlhkosti

   ()
   —

   Školiteľ: Boháč, Vlastimil, Ing., CSc.

   Kontakt: vlastimil.bohacsavbask

    
3. Butvinová, Beata: Vplyv špecifických vlastností povrchov kovových pások na ich magnetické vlastnosti

   ()
   —

   Školiteľ: Butvinová, Beata, RNDr., CSc.

   Kontakt: beata.butvinovasavbask

    
4. Gmucová, Katarína: Transport náboja na rozhraní nanokompozitných vrstiev s elektrolytom

   (Charge transport at the nanocomposite thin film / electrolyte interface)
   —

   Školiteľ: Gmucová, Katarína, RNDr., CSc.

   Kontakt: katarina.gmucovasavbask

   Anotácia:
   

   Práca bude zameraná na analýzu prenosu náboja na rozhraní nanokompozitná tenká vrstva / elektrolyt. Študované budú tenké vrstvy na báze organických polovodičov so zabudovanými nanočasticami. Všestranné pochopenie kinetiky prenosu náboja na rozhraní tenká vrstva / elektrolyt je kľúčové pre vývoj perspektívnych solárnych článkov a elektrochemických senzorov založených na elektrochemickom a kombinovanom elektrochemickom a optickom vedení a čítaní signálu. Komplexná analýza kinetiky prenosu náboja na nanokompozitných tenkých vrstvách prispeje k objasneniu pôvodu anomálneho prenosu náboja na nanoštrukturovaných rozhraniach a k hľadaniu možností jeho využitia vo fotovoltike a senzorike.

    
5. Krajčí, Marián: Počítačové modelovanie nanoštruktúr na povrchoch kovov

   ()
   —

   Školiteľ: Krajčí, Marián, RNDr., DrSc.

   Kontakt: marian.krajcisavbask

   Anotácia:
   

   Molekuly a atómové klastre na povrchoch kovov. Komplexné kovové zliatiny a ich povrchy. Výpočty geometrie nanoštruktúr a ich elektrónových vlastností. Katalytické vlastnosti povrchov komplexných kovových zliatin. Zadanie sa upresní po dohode s doktorandom.

   Základnou metódou výskumu sú kvantovomechanické výpočty založené na teórii funkcionálu hustoty implementované v programovom balíku VASP.

   Od záujemcu sa predpokadajú základné znalosti fyziky tuhých látok, základy programovania, vítaná je znalosť Linuxu.

    
6. Krajčí, Marián: Katalýza chemických reakcií na povrchoch kovov

   ()
   —

   Školiteľ: Krajčí, Marián, RNDr., DrSc.

   Kontakt: marian.krajcisavbask

    
7. Lányi, Štefan: Analýza dielektrických a polovodičových tenkých vrstiev na nanometrovej úrovni

   ()
   —

   Školiteľ: Lányi, Štefan, Ing., DrSc.

   Kontakt: stefan.lanyisavbask

    
8. Maťko, Igor: Termoanalytická a mikroštruktúrna charakterizácia fázového správania v systémoch kryoprotektívna zmes a lipidová dvojvrstva

   (Thermoanalytical and microstructural characterization of phase behavior of cryoprotective mixtures and lipid bilayer)
   —

   Školiteľ: Maťko, Igor, RNDr., CSc.

   Kontakt: igor.matkosavbask

   Ciele:
   

   Všeobecným cieľom práce je ozrejmiť procesy solidifikácie a topenia kryoprotektívnych zmesí s relevanciou pre kryoprezerváciu buniek a biologických tkanív.
   
   Štúdium zahrňuje analýzu fázového správania kryoprotektívnych zmesí v objemovom stave a v uväznení soft matrice typu lipozóm. Ďalším študovaným aspektom bude vplyv zloženia kryoprotektívnych zmesí na fázové prechody lipidovej dvojvrstvy.

   Anotácia:
   

   Kryoprotektívna zmes je látka, ktorá umožňuje uchovávať biologické preparáty prostredníctvom mrazovej fixácie (tzv. kryoprezervácia). Práca sa zameria na zmesi, ktorých aktívnou zložkou (kryoprotektantom) je Dimethylsulfoxid (DMSO). Mechanizmus pôsobenia takejto zmesi v procese zmrazovania biologického materiálu je dosiaľ málo pochopený. Je známe, že viabilita biologického materiálu výrázne nelinéárne (skokovo) závisí od koncentrácie kryoprotektantu v zmesi, jej hodnotu je však treba udržiavať v čo najnižších hodnotách kvôli toxicite samotného DMSO. Modelovým systémom pre štúdium mechanizmu kryoprezervácie bude vzorka známeho zloženia kryoprotektívna zmes / lipozóm. Kryoprotektívna zmes v tomto systéme predstavuje kvapalinu, nachádzajúcu sa z časti v tzv.  uväznenom stave matricou lipozómu, v ktorom kvapaliny často vykazujú odlišný character správania od objemového stavu.

   Experimentálna charakterizácia systému sa bude hlavne pozostávať:

   • Z termickej analýzy prostredníctvom diferenciálnej skenovacej kalorimetrie (DSC),
   • Z mikroštruktúrnej analýzy (sledovanie zmien voľného objemu) prostredníctvom pozitrónovej anihilačnej spektroskopie (PALS), vykonávanej v tesnej spolupráci.

    
9. Mihalkovič, Marek: Vyhľadávanie a optimalizácia nových nízkoteplotných atómových štruktúr

   (Search for and optimization of novel low-temperature structures)
   —

   Školiteľ: Mihalkovič, Marek, RNDr., CSc.

   Kontakt: marek.mihalkovicsavbask

   Anotácia:
   

   Formulácia problému je jednoduchá: zo zadania kombinácie chemických prvkov predpovedať atómové štruktúry ktoré tieto prvky vytvoria (pri nulovej alebo konečnej teplote). Čiastočnými, ale kritickými krokmi pre riešenie tohto problému je vyhľadanie optimálnej štruktúry pri konkrétnom chemickom zložení, alebo stanovenom počte atómov každého druhu v jednotkovej bunke hypotetickej kryštálovej štruktúry. Cieľom tohto štúdia nie je vývoj metód postupu na riešenie najvšeobecnejšieho zadania, ale špecializovaná aplikácia známych sofistikovaných metód na vybrané “ťažké” zadania, ktorých riešením sú zložité hierarchicky organizované štruktúry, a pri ktorých dnešné implementácie metód hľadania optimálnych štruktúr zlyhávajú.

   Metodika ašpiranta bude vyžadovať zvládnutie rôznorodých typov výpočtov, či optimalizačných postupov, počínajúc použitím prvoprincípových kvantovomechanických metód (implementovaných v efektívnych programoch ako VASP), cez klasickú molekulárnu dynamiku s použitím empirických interakčných potenciálov, simulovaného žíhania, či tzv genetického algoritmu na prieskum hyperplochy kohéznej energie atómovych štruktúr. Očakávaným výstupom tohto postgraduálneho štúdia bude predpoveď konkrétnych, dnes neznámych atómových štruktúr, a pochopenie mechanizmu ich vzniku.

    
10. Nádaždy, Vojtech: Elektrické a štruktúrne vlastnosti perovskitov a organických polovodičov pre fotovoltiku

    (Electrical and structural properties of perovskite and organic semiconductors for photovoltaics)
    —

    Školiteľ: Nádaždy, Vojtech, Ing., CSc.

    Kontakt: vojtech.nadazdysavbask

    Ciele:
    

    Zvýšenie účinnosti a stability perovskitových a slnečných článkov.

    Anotácia:
    

    Perovskitové solárne články (PSCs) patria momentálne v oblasti fotovoltiky 3. generácie k najaktuálnejšej problematike výskumu. Téma je zameraná na prípravu a  systematické skúmanie perovskitových vrstiev a vrstiev organických polovodičov používaných v PSCs z hľadiska elektónovej štruktúry, kryštalografickej štruktúry, morfológie a vlastností rozhraní. Elektrónova štruktúra vrstiev bude vyšetrovaná novou elektrochemickou impedančnou spektroskopiou s energetickým rozlíšením, ktorú sme nedávno vyvinuli v našom laboratóriu. Okrem toho štúdium zahŕňa analýzu základných vlastností solárneho článku ako napätie naprázdno, prúd nakrátko, plniaci faktor a fotokonverznú účinnosť. Z tohto výskumu očakávame originálne poznatky o korelácii medzi elektrónovou štruktúrou, vlastnosťami elektrónového transportu a kvalitou rozhraní.
    Práca bude realizovaná na Fyzikálnom ústave SAV.

     
11. Štich, Ivan: Štúdium nanoštruktúr na silne iónových povrchoch a ich nábojóvá manipulácia

    (Study of nanostructures on strongly ionic surfaces and their charge manipulation)
    —

    Školiteľ: Štich, Ivan, prof. Ing., DrSc.

    Kontakt: ivan.stichsavbask

    Ciele:
    

    Použiť počítačové modelovanie (najmä DFT) na porozumenie formovania a nábojových stavov rôznych nanoštruktúr (atómy kyslíka, páry atómov kyslíka, molekúl kyslíka: peroxid, superoxid, zhluky zlata) na silne iónových povrchoch (napr. povrch TiO2) a previazať tieto vedomosti s experimentálnymi výsledkami získanými metódami AFM/KPFS u našich partnerov na Univerzite v Osake.

    Anotácia:
    

    Projekt je založený na silnej synergii experiment-teória, kde projekt rieši teoretickú časť a naši partneri na Univerzite v Osake experimentálnu časť. Iónové povrchy, napr. TiO2, vytvárajú početné atomárne defekty (kyslíkové, vodíkové defekty, Ti intersticiály), ktoré vytvárajú nábojové kvázičastice, tzv. polaróny [1], ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu pri formovaní rôznych nanočastíc (atómy kyslíka, páry atómov kyslíka, molekúl kyslíka: peroxid, superoxid, zhluky zlata) [1,2] na povrchoch. Nanočastice sa nabíjajú transférom elektrónov z/do polarónov ako aj KPFM manipuláciou náboja tunelovaním elektrónov z/do hrotu AFM mikroskopu. Projekt sa v súčasnosti venuje najmä zhlukom zlata na povrchoch TiO2, ktoré sú potenciálne významné katalyzátory. Tieto nanosystémy a prenosy náboja budeme modelovať metódami DFT a korelovať s experimentálnymi výsledkami AFM/KPFS. Hlavným výstupom projektu budú publikácie vo vysoko impaktovaných časopisoch. Doktorand bude mať možnosť navštíviť našich experimentálnych partnerov v Osake a teoretických partnerov na KCL London.

    Referencie:
    

    [1] Q. Zhang, Y.J. Li, H. F. Wen, Y. Adachi, M. Miyazaki, Y. Sugawara, R. Xu, Z. H. Cheng, J. Brndiar, L. Kantorovich, and I. Štich, Measurement and Manipulation of the Charge State of an Adsorbed Oxygen Adatom on the Rutile TiO2(110)-1×1 Surface by nc-AFM and KPFM,
    J. Am. Chem. Soc. 140, 15668 (2018).
    [2] Y. Adachi, H.F. Wen, Q.Z. Zhang, M. Miyazaki, Y. Sugawara, H. Sang, J. Brndiar, L. Kantorovich, I. Štich, and Y.J. Li, Tip-Induced Control of Charge and Molecular Bonding of Oxygen Atoms on the Rutile TiO2 (110) Surface with Atomic Force Microscopy, ACS Nano 13, 6917 (2019).

     
12. Štich, Ivan: Modelovanie elektrónových a fotonických vlastností 2D systémov počítačovými many-body technikami

    (Computational many-body study for electronic and photonic properties of 2D systems)
    —

    Školiteľ: Štich, Ivan, prof. Ing., DrSc.

    Kontakt: ivan.stichsavbask

    Ciele:
    

    Vývoj a aplikácia počítačových mnohočasticových techník (najmä QMC- kvantum Monte Carlo) pre ultra-presné modelovanie elektrónových a fotonických vlastností 2D systémov (napr. šírky optickej a kvázi-časticovej šírky zakázaného pásu, väzbovej energie excitónov, atď.) Použiť túto expertízu na výpočet elektrónových/fotonických vlastností 2D systémov pri aplikovaní ťahu (strain).

    Anotácia:
    

    Projekt sa zapodieva vývojom a aplikáciou počítačových mnohočasticových techník (najmä QMC- kvantového Monte Carla) pre ultra-presné modelovanie elektrónových a fotonických vlastností 2D systémov. 2D systémy už spôsobili revolúciu vo vede a začínajú vyvolávať revolúciu aj v aplikáciách. Napriek tomu je presné určenie ich elektrónových vlastností (napr. šírky optickej a kvázi-časticovej šírky zakázaného pásu, väzbovej energie excitónov, atď.) stále veľkou výzvou. Bežné metódy (napr. DFT alebo GW) spravidla dávajú výsledky pre šírky zakázaných pasov, ktoré majú chyby 1 eV [1], a tak sú nepoužiteľné pre realistické modelovanie. Nedávno sme ukázali, ako je tieto nedostatky možné odstrániť použitím stochastických metód kvantového Monte Carla (QMC) [1]. Doktorand bude spolupracovať na ďalšom vývoji aplikácie QMC metód na 2D systémy a najmä na 2D systémy pri aplikácii ťahu (strain). Ukazuje sa, že ťah je veľmi účinný prostriedok na modulovanie elektrónových vlastností 2D systémov [2]. Doktorand bude spolupracovať s našimi partnermi v projekte na North Carolina State University a na Univerzite v Regensburgu, pričom počítame, že ich aj navštívi.

    Referencie:
    

    [1] T. Frank, R. Derian, K. Tokár, L. Mitas, J. Fabian, and I. Štich, Many-Body Quantum Monte Carlo Study of 2D Materials: Cohesion and Band Gap in Single-Layer Phosphorene, Phys. Rev. X 9, 011018 (2019).
    [2] K. Tokár, J. Brndiar and I. Štich, Raman Activity of Multilayer Phosphorene under Strain, ACS Omega 4, 22418 (2019).

     
13. Švec, Peter: Viacvrstvové a pseudoobjemové kovové sklá pripravené rýchlym ochladením taveniny

    (Multilayered and pseudobulk metallic glasses prepared by rapid quenching of the melt)
    —

    Školiteľ: Švec, Peter, Ing., DrSc.

    Kontakt: peter.svecsavbask

    Anotácia:
    

    Analýza a výber perspektívneho chemického zloženia pre systémy viacvrstvových a pseudoobjemových kovových skiel odvodené zo systémov na báze Fe a Co so zvýšenou sklotvornosťou.

    Vývoj metódy prípravy kovových skiel so zvýšenou hrúbkou, príprava kovových skiel metódou rovinného liatia so štandardnou hrúbkou a so zvýšenou hrúbkou. Vývoj alternatívnych metód prípravy pseudoobjemových kovových skiel.

    Analýza štruktúry a vlastností pripravených systémov, analýza vývoja štruktúry pri transformácii z metastabilného stavu, porovnanie s klasickými kovovými sklami. Analýza sklotvornosti v závislosti od chemického zloženia a technológie prípravy.

     
14. Švec, Peter: Objemové kovové sklá pripravené rýchlym ochladením taveniny

    (Bulk metallic glasses prepared by rapid quenching of the melt)
    —

    Školiteľ: Švec, Peter, Ing., DrSc.

    Kontakt: peter.svecsavbask

    Anotácia:
    

    Analýza a výber perspektívneho chemického zloženia pre systémy objemových kovových skiel odvodené zo systémov na báze Fe so zvýšenou sklotvornosťou.

    Vývoj metódy prípravy kovových skiel so zvýšenou hrúbkou, príprava kovových skiel metódou rovinného liatia so štandardnou hrúbkou, so zvýšenou hrúbkou a formou odlievania do chladenej formy. Vývoj alternatívnych metód prípravy objemových kovových skiel.

    Analýza štruktúry a vlastností pripravených systémov, analýza vývoja štruktúry pri transformácii z metastabilného stavu, porovnanie s klasickými kovovými sklami. Analýza sklotvornosti v závislosti od chemického zloženia a technológie prípravy.

     
15. Švec, Peter: Vznik nanoštruktúr a fyzikálne vlastnosti metastabilných systémov bohatých na Fe a Co

    (Formation of nanostructures and physical properties of metastable Fe and Co-rich systems)
    —

    Školiteľ: Švec, Peter, Ing., DrSc.

    Kontakt: peter.svecsavbask

    Anotácia:
    

    Príprava, analýza štruktúry a vlastností kovových systémov bohatých na Fe a Co s obsahom sklotvorných a elementov a elementov podporujúcich nanokryštalizáciu (napr. Nb, Cu, B, P, C a pod.) pripravených rýchlym ochladením taveniny v metastabilnom (amorfnom) stave.

    Analýza termodynamiky a vývoja štruktúry pri transformácii z metastabilného stavu a vzniku nanokyštalických fáz.

    Cielená optimalizácia zloženia a fyzikálneho spracovania vybraných systémov s cieľom dosiahnúť vhodné kombinácie magnetických a mechanických vlastností.

    Korelácia usporiadania na krátku vzdialenosť vo východiskovom stave s lokálnou štruktúrou fáz vznikajúcich pri transformáciách a s kinetikou ich vzniku, vysvetlenie procesov riadiacich transformácie z neusporiadaného metastabilného stavu na atomárnej úrovni.

     

To top

1. Majková, Eva: Plazmonické nanočastice pre biomedicínske aplikácie

   (Plasmonic nanoparticles for biomedical applications)
   —

   Školiteľ: Majková, Eva, RNDr., DrSc.

   Kontakt: eva.majkovasavbask

   Ciele:
   

   Výskum vlastností plazmonických nanočastíc pre aplikáciu fototermálneho efektu v biomedicíne

   Anotácia:
   

   Práca je zameraná na prípravu a výskum nanočastíc, ktoré vykazujú povrchovú plazmonickú rezonanciu (SPR) v NIR oblasti. Takéto nanomateriály funkcionalizované vhodnými biomolekulami pre cielenú internalizáciu v rakovinových bunkách sú dôležité pre využitie fototermálneho efektu na odstránenie rakovinových buniek. Výskum bude zameraný na prípravu a výskum optimalizovaných nanočastíc s malou toxicitou a silným efektom lokalizovanej plazmonickej rezonancie tak, aby sa dosiahla vysoká efektívnosť fototermálneho efektu a selektivita internalizácie na základe interakcie protilátka-antigén.

   Práca bude realizovaná na Fyzikálnom ústave SAV, ktorý disponuje potrebnými technológiami a diagnostikou. Doktorand získa univerzálne zručnosti s najmodernejšími experimentálnymi metódami pre prípravu a výskum nanomateriálov a bude aktívne zapojený do intenzívnej spolupráce v rámci niekoľkých projektov.

   Referencie:
   

   1. Minho Kim, et al., Adv. Sci. 2019, 1900471

    
2. Majková, Eva: Perovskitové kvantové bodky pre zvýšenie účinnosti a stability perovskitových solárnych článkov

   (Perovskite quantum dots for efficiency and stability enhanement of perovskite solar cells)
   —

   Školiteľ: Majková, Eva, RNDr., DrSc.

   Kontakt: eva.majkovasavbask

   Ciele:
   

   Modifikácia rozhraní perovskitových solárnych článkov s použitím perovskitových kvantových bodiek

   Anotácia:
   

   Práca je zameraná na prípravu a štúdium vlastností usporiadaných vrstiev perovskitových kvantových bodiek a ich zabudovanie do štruktúry perovskitového solárneho článku. Perovskitové kvantové bodky budú tvoriť buď medzivrstvu na rozhraní perovskit—vrstva  odvádzajúca náboj a/alebo sa zabudujú priamo do perovskitovej vrstvy. Výskum bude zameraný na efekt perovskitových kvantových bodiek zabudovaných v štruktúre perovskitového solárneho článku na jeho účinnosť a dlhodobú stabilitu.

   Práca bude realizovaná na Fyzikálnom ústave SAV, ktorý disponuje potrebnými technológiami a diagnostikou. Doktorand získa univerzálne zručnosti s najmodernejšími experimentálnymi metódami pre prípravu a výskum nanomateriálov a bude aktívne zapojený do intenzívnej spolupráce v rámci niekoľkých projektov.

   Referencie:
   

   1. R. Subair et al, Effect of the doping of PC61BM electron transport layer with carbon nanodots on the performance of inverted planar MAPbI3 perovskite solar cells, Solar Energy 189 (2019) 426-434
   2.M. Cha, P. Da, J. Wang, W. Wang, Z. Chen, F. Xiu et al., Enhancing Perovskite Solar Cell Performance by Interface Engineering Using CH3NH3PbBr0.9I2.1 Quantum Dots, J. American Chem. Soc. 138 (2016) 8581-8587. doi:10.1021/jacs.6b04519.
   3. S. Akin, Y. Altintas, E. Mutlugun, S. Sonmezoglu, Cesium lead based inorganic perovskite quantum-dots as interfacial layer for highly stable perovskite solar cells with exceeding 21% efficiency, Nano Energy. 60 (2019) 557-566. doi:10.1016/j.nanoen.2019.03.091

    
3. Šiffalovič, Peter: In-operando diagnostika Li batérií

   (In-operando diagnostics of Li batteries)
   —

   Školiteľ: Šiffalovič, Peter, Dr. Rer. Nat., PhD.

   Kontakt: peter.siffalovicsavbask

   Ciele:
   

   Štúdium nabíjacích/vybíjacích cyklov Li batérií pomocou rozptylu RTG žiarenia

   Anotácia:
   

   Cieľom práce bude in-operando monitorovanie nabíjacích/vybíjacích cyklov Li batérií pomocou RTG rozptylu. Testy budú prebiehať na Li/S a Li/Si batériách, ktoré svojou kapacitou predstavujú súčasnú špičku. Rozptylom RTG žiarenia budeme vo veľkouhlovej oblasti sledovať fázové zmeny a v malouhlovej oblasti zmeny veľkosti častíc pri interkalácii Li iónov. Komplementárne k RTG rozptylu budeme nabíjacie/vybíjacie cykly monitorovať cyklickou voltametriou. Práca bude realizovaná na Fyzikálnom ústavu SAV.

   Referencie:
   

   1. J. Nelson, et al., J. Am. Chem. Soc. 134, 14 (2012) 6337-6343

    
4. Šiffalovič, Peter: Štúdium rastu tenkých vrstiev pomocou in-situ RTG rozptylu

   (Study of Few-Layer Thin Film Growth by In-Situ X-ray Scattering)
   —

   Školiteľ: Šiffalovič, Peter, Dr. Rer. Nat., PhD.

   Kontakt: peter.siffalovicsavbask

   Ciele:
   

   Výskum rastu tenkých filmov priamo v CVD reaktore pomoocu RTG rozptylu v reálnom čase.

   Anotácia:
   

   Ciele: Výskum rastu tenkých filmov priamo v CVD reaktore pomoocu RTG rozptylu v reálnom čase.

   Práca bude zameraná na štúdium rastu tenkých anorganických vrstiev ako sú MoS2, PtSe2 a iných. Na štúdium bude využívané zariadenie na meranie veľkouhlového RTG rozptylu v reálnom čase priamo v CVD komore. Komplementárne meraniu budú realizované na synchrotone ESRF (Grenoble, Francúzsko) a DESY (Hamburg, Nemecko). Významným prínosom práce bude rozpracovanie kinetiky jednotlivých rastových fáz tenkých filmov. Práca bude realizovaná na Fyzikálnom ústavu SAV.

   Referencie:
   

   1. M. Sojkova, et al., RSC Advances 9 (2019) 29645 - 29651

    

To top

1. Běták, Emil: Predrovnovážna emisia klastrov zo sférických a deformovaných jadier s uvážením spinových premenných

   ()
   —

   Školiteľ: Běták, Emil, doc. RNDr., DrSc.

   Kontakt: emil.betaksavbask

    
2. Filip, Peter: Kvantové oscilácie častíc v hadrónovej hmote

   ()
   —

   Školiteľ: Filip, Peter, Mgr., PhD.

   Kontakt: peter.filipsavbask

    
3. Gmuca, Štefan: Štruktúra kompaktných hviezd

   ()
   —

   Školiteľ: Gmuca, Štefan, Ing., CSc.

   Kontakt: stefan.gmucasavbask

    
4. Šauša, Ondrej: Pozitrónium v kryoprotektívach vhodných pre depozit živých buniek pri nízkych teplotách

   ()
   —

   Školiteľ: Šauša, Ondrej, RNDr., CSc.

   Kontakt: ondrej.sausasavbask

    
5. Šauša, Ondrej: Tvorba pozitrónia a štúdium procesov sieťovania v nových organických materiáloch

   (Creation of positronium and study of crosslinking processes in new organic materials)
   —

   Školiteľ: Šauša, Ondrej, RNDr., CSc.

   Kontakt: ondrej.sausasavbask

   Ciele:
   

   • Stanovenie teplotných závislostí dôb života a intenzity tvorby Ps v objemových vzorkách polymérov na báze dimetakrylátov a epoxidov po vytvrdení. Určenie zmien lokálneho voľného objemu v širokom teplotnom rozsahu 20-300 K.
   • Porovnanie mikroštrukturálnych parametrov z anihilačných meraní s vlastnosťami študovaných látok stanovenými štandardnými technikami ako DSC, DMTA, NIR.
   • Sledovanie zmien tvorby pozitrónia v čase počas procesov sieťovania, porovnanie s výsledkami štandardných techník (dielektrická spektroskopia, NIR, DSC, EPR). Sledovanie rôznych fyzikálnochemických vplyvov na priebeh sieťovania (zloženie, teplota, osvetlenie).
   • Porovnanie tvorby pozitrónia v objemovom a uväznenom stave v matriciach s nanometrovými pórmi pre vybrané typy matríc a vybrané organické materiály.

   Anotácia:
   

   Študovanie zmien mikroštruktúry v nových organických materiáloch na báze dimetakrylátov a epoxidov v procesoch sieťovania pomocou pozitrónovej anihilácie. Tvorba pozitrónia (viazaného stavu e- a e+, Ps) ako aj doba života jeho tripletného stavu (o-Ps)  silne závisí od štruktúry materálu a umožňuje (pomocou vhodných modelov) stanoviť veľkosti kavít v látke, ako sú  napríklad medzimolekulové voľné priestory alebo póry v nanoštruktúrach, a to v rozsahu 0,1-50 nm. Prostredníctvom zmien lokálneho voľného objemu v dôsledku riadených zmien fyzikálnych parametrov (teplota, tlak, čas), sa budú sledovať priebehy tuhnutia, topenia, alebo starnutia v skúmaných látkach. Takto môžme sledovať aj procesy sieťovania (priebeh chemickej reakcie) pri tvorbe polymérov a hľadať súvislosti medzi mikroštruktúrou a makroskopickými vlastnosťami skúmaných látok. Bude sa skúmať vplyv uväznenia vybraných organických materiálov v nanopóroch vhodných matríc na fyzikálne vlastnosti uväznených látok pomocou anihilácie pozitrónov.

    
6. Venhart, Martin: Štúdium jadrovej štruktúry pomocou zväzkov z tandemového urýchľovača

   (Studies of the nuclear structure using beam from the tandem accelerator)
   —

   Školiteľ: Venhart, Martin, Mgr., PhD.

   Kontakt: martin.venhartsavbask

   Ciele:
   

   • Realizácia experimentov na tandemovom urýchľovači v Piešťanoch
   • Štúdium jadrovej štruktúry izotopov v oblasti uzavretej vrstvy Z = 28
   • Identifikácia zriedkavých jadrových prechodov

   Anotácia:
   

   Atómové jadrá vykazujú tvary, ktoré nemusia byť sférické. Prvé návrhy jadrovej deformácie pochádzajú z 30-tych rokov minulého storočia. Prvé náznaky viacerých tvarov v jednom jadre sa objavili v polovici 50. rokov. Dôkazy o viacerých tvaroch v jadrách sa postupne hromadia, ale iba nedávno sa zistilo, že mnohonásobné tvary sú veľmi rozšírené. V podrobnej štúdii založenej na detailnej spektroskopii, s podporou najmodernejšej teórie jadra, bolo preukázané, že v jadre, ktoré bolo vnímané ako sférické, sa nachádza celé spektrum deformovaných stavov. Tento výsledok bol dosiahnutý pomocou identifikácie málo pravdepodobných rozpadových ciest. Preto je potrebné získať dáta vysokej štatistickej kvality. Takéto experimentu sú možné len v stabilných jadrách, resp. v jadrách v blízkosti stability a je nevyhnutné dlhé meranie. Takéto experimenty sú veľmi vhodné pre laboratóriá malých rozmerov.

   V rámci projektu dizertačnej práce sa jadrá budú študovať pomocou koincidenčnej ɣ-ɣ spektroskopie v kombinácii so spektroskopiou nabitých častíc a konverzných elektrónov. Vzbudené stavy sa budú študovať s kombináciou reakcií vyvolaných ľahkými iónmi, konkrétne (ɑ,ɑ’ɣ), (ɑ,ɣ), (ɑ,pɣ), (p,ɣ), (p,p’ɣ), a tiež rádioaktívny rozpad. Experimenty sa uskutočnia v Tandetronovom laboratóriu Fyzikálneho ústavu SAV. Tandemový urýchľovač dodáva zväzky protónov až do 4 MeV a ɑ častíc do 6 MeV. K dispozícii sú rôzne typy cieľových systémov vrátane cieľa pre plyn. Pole scintilačných a germániových detektorov je k dispozícií spolu s príslušnou elektronikou.

   Poznámka: Školiteľ špecialista: Mgr. Andrej Herzáň, PhD.

To top

1. Ivančo, Ján: Vrstvy trioxidu volfrámu pre chemi-odporové senzory plynných biomarkerov chorôb

   (Trioxide tungsten films aimed at chemiresistive sensors of gaseous biomarkers of diseases)
   —

   Školiteľ: Ivančo, Ján, Ing., PhD.

   Kontakt: jan.ivancosavbask

   Ciele:
   

   • Charakterizácia fyzikálno-chemických vlastností vrstiev WO3.
   • Pripraviť metódou naprašovania vrstvy WO3 s rôznym zastúpením kryštalografických fáz.
   • Charakterizovať senzorickú odozvu vrstiev WO3 pre vybrané plyny/pary (acetón, formaldehyd) v závislosti od kryštalografickej fázy WO3.
   • Navrhnúť a experimentálne overiť model pre mechanizmus odozvy.

   Anotácia:
   

   Tenké vrstvy na báze oxidov rôznych kovov sú dnes skúmané aj z pohľadu ich využitia pre detektory stopových koncentrácií vybraných plynov alebo pár. Práca bude zameraná na vrstvy WO3 aplikovateľné pre senzor najmä acetónových pár umožňujúci neinvazívne monitorovanie hladiny cukru v krvi u pacientov s diabetes, a to podľa koncentrácie acetónu vo vydychovanom vzduchu.
   Práca bude realizovaná na Fyzikálnom ústave SAV a pri riešení problematiky dizertačnej práce bude mať študent prístup do autonómne a modernou prístrojovou technikou vybaveného laboratória (Laboratórium multivrstiev a nanoštruktúr) umožňujúceho využívať rôzne metódy pre prípravu aktívnych štruktúr (naparovanie a naprašovanie vrstiev, rast nanočasticových vrstiev) a pre charakterizáciu ich fyzikálno-chemických, optických, morfologických a senzorických (odozva na vybrané plyny) vlastností. Pozri napr. (DOI:) 10.2478/jee-2019-0053 a/alebo 10.1039/c9cp02064k.

    
2. Majková, Eva: Nízkorozmerné nanomateriály pre aplikácie v biomedicíne

   (Low-dimensional nanomaterials for applications in biomedicine)
   —

   Školiteľ: Majková, Eva, RNDr., DrSc.

   Kontakt: eva.majkovasavbask

   Anotácia:
   

   Ciele: Výskum nízkorozmerných nanomateriálov na báze oxidov tranzitívnych kovov pre aplikácie v biomedicíne.

   Práca je zameraná na prípravu a výskum nízkorozmerných nanomateriálov (2D nanovločiek, resp. nanočastíc a kvantových bodiek) oxidov tranzitívnych kovov s vhodnou morfológiou a štruktúrou, ktoré budú vykazovať silnú povrchovú plazmonickú rezonanciu (SPR) v NIR oblasti. Takéto nanoobjekty, ak sú špecificky funkcionalizované, sú sľubnými kandidátmi pre identifikáciu a odstránenie rakovinových buniek s použitím fototermálneho efektu. Podstatou tejto metódy je lokálne zvýšenie teploty v okolí plazmonického nanoobjektu (okolo 42 °C), v dôsledku ožiarenia laserom vhodnej vlnovej dĺžky. Východiskovým materiálom bude MoOx ktorý je v súčasnosti na FÚ SAV vyvíjaný.

   Cieľom práce je výskum plazmonických vlastností v NIR oblasti nanovločiek/nanočastíc vybraných oxidov tranzitívnych kovov v závislosti od prípravy, funkcionalizácie povrchu, veľkosti a štruktúry a ich aplikácia v modelovom experimente fototermálneho efektu na štandardnom súbore buniek. Súčasťou práce je návrh a realizácia experimentálneho zariadenia pre štúdium fototermálneho efektu v modelovom prostredí.

   Práca bude realizovaná na Fyzikálnom ústave SAV v Oddelení multivrstiev a nanoštruktúr. Fyzikálny ústav SAV disponuje všetkými potrebnými technológiami pre vývoj a výskum nízkorozmerných nanomateriálov a potrebnou diagnostikou pre ich charakterizáciu a funkcionalizáciu.

   Práca je zameraná na vysoko aktuálnu problematiku v oblasti výskumu nanomateriálov pre biomedicínske aplikácie. Doktorand získa univerzálne zručnosti a skúsenosti s najmodernejšími experimentálnymi metódami pre prípravu a výskum nanomateriálov a bude aktívne zapojený do intenzívnej spolupráce v rámci niekoľkých projektov.

   Odporúčaná literatúra:
   1. X. Liu et al, Laser heating of metallic nanoparticles for photothermal ablation applications, AIP Advances 7, 025308 (2017); DOI: 10.1063/1.4977554
   2. G. Song et al, Hydrophilic Molybdenum Oxide Nanomaterials with Controlled Morphology and Strong Plasmonic Absorption for Photothermal Ablation of Cancer Cells, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 3915−3922, DOI: 10.1021/am4050184

    
3. Majková, Eva: Nízkorozmerné nanomateriály pre konverziu a uskladňovanie energie

   (Low-dimensional nanomaterials for energy conversion and storage)
   —

   Školiteľ: Majková, Eva, RNDr., DrSc.

   Kontakt: eva.majkovasavbask

   Anotácia:
   

   Ciele: Výskum a vývoj nových nízkorozmerných nanomateriálov pre aplikácie vo fotovoltike a štruktúrach pre uskladňovanie energie

   Práca je zameraná na atraktívnu oblasť výskumu nízkorozmerných (LD) nanomateriálov ako sú 2D nanovločky, nanodrôty, nanočastice, nanobodky a kvantové bodky a z nich zložené hybridné nanomateriály a ich využitie. LD nanomateriály vykazujú nové a zaujímavé vlastnosti a otvárajú nové oblasti pre ich aplikácie v rôznych štruktúrach a prvkoch. Práce budú zamerané na prípravu a výskum nanomateriálov pre aplikáciu v solárných článkoch na báze perovskitov a v elektródach batérií na báze Na+.

   Nanomateriály budú spravidla pripravené vo forme koloidného roztoku s malou disperziou rozmerov. Výskum bude orientovaný na nanovločky chalkogenidov tranzitívnych kovov, nanočastice vzácnych kovov a oxidov tranzitívnych kovov, nanobodky a kvantové bodky. Novou oblasťou výskumu sú hybridné nanomateriály zložené z rôznych typov LD nanomateriálov, ktoré sú zaujímavé osobitne pre elektródy v batériách na báze Na+.

   Práca bude realizovaná na Fyzikálnom ústave SAV v Oddelení multivrstiev a nanoštruktúr. Fyzikálny ústav SAV disponuje všetkými potrebnými technológiami pre vývoj a výskum nízkorozmerných nanomateriálov a potrebnou diagnostikou pre ich charakterizáciu a funkcionalizáciu a štúdium procesov prebiehajúcich pri činnosti fotovoltických štruktúr resp. v elektródach batérií.

   Práca je zameraná na vysoko aktuálnu problematiku v oblasti výskumu nanomateriálov a prvkov pre konverziu a uskladnenie energie. Doktorand získa univerzálne zručnosti a skúsenosti s najmodernejšími experimentálnymi metódami pre prípravu a výskum nanomateriálov a bude aktívne zapojený do intenzívnej zahraničnej spolupráce v rámci niekoľkých medzinárodných projektov.

   Odporúčaná literatúra:
   1. Wang, P. et al. Solvent-controlled growth of inorganic perovskite films in dry environment for efficient and stable solar cells. Nat. Commun. 9, 2225 (2018)
   2. Y. Chen et al. Large-area perovskite solar cells – a review of recent progress and issues 10.1016/B978-0-12-812915-9.00001-0
   3. Prasant Kumar Nayak et al., From Lithium-Ion to Sodium-Ion Batteries: Advantages, Challenges, and Surprises Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 2–21, DOI: 10.1002/anie.201703772

    

To top