FSI VUT

1. Ústav fyzikálního inženýrství Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz Společná historie • Česká vysoká škola technická v Brně: • Rok 1900 - zřízen Fyzikální ústav • První ředitel - prof. PhDr. František Koláček • (žák Ernsta Macha) • Druhý ředitel: prof. PhDr. Vladimír Novák • (žák Ernsta Macha) • Rok 1913 - zřízen druhý fyzikální ústav • (PhDr. Bedřich Macků) • Rok 1961 – rozdělení katedry fyziky na tři samostatné katedry • (fakulta stavební, elektrotechnická a strojní). FSI VUT • Rok 1991 - zřízen studijní obor Fyzikální inženýrství • Rok 1994 - katedra fyziky transformována na • Ústav fyzikálního inženýrství

2. Ústav fyzikálního inženýrství Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz Výuka • Základní kurzy fyziky v bakalářském a magisterském studiu: Fyzika I, Fyzika II, Fyzika pro profesní obory, Vybrané kapitoly z fyziky • Předměty z oblasti metrologie, zkušebnictví a mechatroniky • Předměty pro studium doktorského studijního programu Studijní obory • Fyzikální inženýrství • Přesná mechanika a optika • Doktorský studijní program Fyzikální a materiálové inženýrství Počty studentů • 80 v bakalářském a magisterském studiu • 40 v doktorském studiu

3. Ústav fyzikálního inženýrství Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz Studijní obory • Fyzikální inženýrství • (bakalářské a navazující magisterské studium) Studium • má mezioborový charakter (spolupráce s Přírodovědeckou fakultou MU) • je spojením inženýrského a fyzikálně-matematického vzdělávání • připravuje technicky orientované studenty na řešení praktických problémů v moderních hraničních oborech • zahrnuje jeden semestr na některé zahraniční univerzitě (program SOCRATES) V magisterském studiu se studenti volbou témat diplomové práce zaměřují především na: • inženýrskou optiku • fyziku a inženýrství povrchů a tenkých vrstev Výzkumně orientovaní absolventi mají možnost pokračovat ve studiu v doktorském programu Fyzikální a materiálové inženýrství.

4. Ústav fyzikálního inženýrství Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz Studijní obory • Fyzikální inženýrství • (bakalářské a navazující magisterské studium) Jak probíhá studium? • Specializace již od 1. ročníku studia (odlišnost od standardních studijních oborů na • VUT), malá studijní skupina (10 – 20 studentú /ročník) • 3. – 4. ročník: zapojování studentů do odborné činnosti ústavu (bakalářské a • předdiplomní projekty, vědecké projekty ústavu) • 4. ročník – letní semestr: pobyt na zahraniční univerzitě (zpravidla 75% studentů • ročníku) • 5. ročník: diplomová práce • Co studenti oceňují na studiu FI? • „Komorní“ prostředí a individuální přístup • Navržení a realizace experimentů/zařízení během studia – • spoluúčast na práci výzkumných skupin ústavu (tvůrčí typy) • 3) Internacionalizace studia (studijní pobyty v zahraničí, zahraniční • studenti na ÚFI )

5. Ústav fyzikálního inženýrství Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz Studijní obory Fyzikální inženýrství (bakalářské a navazující magisterské studium) • University of Salford (UK) • University of Aston (UK) • University College in London (UK) • Imperial College, London (UK) • Technical University of Eindhoven (NL) • Universite Joseph Fourier, Grenoble(FR) • University of Linz (A) • TU Wien (A) • University of Bari (I) • University of Minho (PR)

6. Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz Pracoviště ústavu • Odbor optiky a přesné mechaniky • Odbor povrchů a fyziky pevných látek • Odbor mikromechaniky materiálů a technické akustiky Pracovníci • profesorů – 7 • docentů – 7 • odborných asistentů – 11 • vědeckých asistentů – 13 • technických a administrativních pracovníků - 6

7. Ústav fyzikálního inženýrství Odbor optiky a přesné mechaniky physics.fme.vutbr.cz Věda a výzkum • Optická mikroskopie • Nedestruktivní metody kontroly objektů (včetně holografické interferometrie) • Laserové aplikace – manipulace s mikroobjekty • Laserová spektroskopie (metody LIBS a LIBS+LIFS) • Nelineární optické jevy • včetně • konstrukce optických přístrojů Laboratoře

8. Ústav fyzikálního inženýrství Odbor optiky a přesné mechaniky physics.fme.vutbr.cz Vybrané příklady řešených problémů Zobrazení biologických vzorků holografickým mikroskopem Schéma rekonstrukce zobrazení transmisním holografickým mikroskopem na příkladu nádorové buňky typu K4.

9. Ústav fyzikálního inženýrství Odbor povrchů a fyziky pevných látek physics.fme.vutbr.cz Věda a výzkum • Tenké vrstvy a multivrstvy • Analýza povrchů a tenkých • vrstev • Nanotechnologie • Optika nabitých částic • včetně • konstrukce zařízení a přístrojů Nově vybudované čisté prostory (třída < 100 000) Laboratoře

10. Ústav fyzikálního inženýrství Odbor povrchů a fyziky pevných látek physics.fme.vutbr.cz Vybrané příklady řešených problémů UHV STM/AFM mikroskop Návrh UHV STM/AFM mikroskopu. Mikroskop byl vyroben ve spolupráci s firmou Tescan s.r.o.

11. Ústav fyzikálního inženýrství Odbor povrchů a fyziky pevných látek physics.fme.vutbr.cz Vybrané příklady řešených problémů Nanostruktury vyrobené lokální anodickou oxidací na povrchu křemíku Aplikace AMF při vytváření nanostruktur. Nanostruktury s rozměry desítek nanometrů byly vyrobeny pomocí lokální anodické oxidace různých materiálů (Ti, Si, GaAs, Al, …).

12. Ústav fyzikálního inženýrství Odbor povrchů a fyziky pevných látek physics.fme.vutbr.cz Vybrané příklady řešených problémů Nanostruktury vyrobené selektivním růstem na površích modifikovaných pomocí LAO Grid consisting of Ga nanodots, separated by SiO2 barriers „Asclepius“-like rod structure before deposition after deposition SiO2 cross filled with Co nanoparticles

13. Ústav fyzikálního inženýrství Odbor povrchů a fyziky pevných látek physics.fme.vutbr.cz Vybrané příklady řešených problémů Nanostruktury vyrobené fokusovaným iontovým svazkem (FIB - Tescan): Spin Valve Nanowires NiFe/Cu/Co multilayer

14. Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz Inovace oboru • Orientace výzkumu na nanotechnologie a nanovědy se promítá i do změn studijních plánů: • Fyzikální inženýrství  Fyzikální inženýrství a nanotechnologie. • Modulární studijní plán: profilování studenta dle jeho preferencí. • Výběr mezi předměty inženýrské povahy (konstrukce fyzikálních zařízení) a přírodovědné povahy (multioborový charakter nanotechnologií  makromolekulární chemie a biologie, aj.)

15. Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz Spolupráce s ostatními fyzikálními pracovišti • Středoevropský technologický institut (CEITEC) • Centrum pro pokročilé materiály a technologie: • Pokročilé materiály • Pokročilé nano a mikrotechnologie • Sekce pokročilých nano a mikrotechnologií: • Oddělení přípravy nanostruktur • Oddělení fumkčních vlastností nanostruktur • Oddělení elekronických a elektromechanických • systémů • Oddělení vývoje analytických a měřících metod

16. Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz CEITEC – sdílené pracoviště Čisté prostory – “třída 100 – 1 000”, plocha ≈1 000 m2

17. Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz CEITEC – sdílené pracoviště

18. Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz CEITEC – sdílené pracoviště Zařízení PLANÁRNÍ TECHNOLOGIE: Elektronová a iontová litografie;Fotolitografie;Chemické a tepelné procesy;Plasmochemické procesy;Metalizace a naprašování;Kontaktování, pouzdření a testování; Návrhy a modelování prvků a obvodů. CHARAKTERIZACE a TESTOVÁNÍ: Mikroskopie/Analýza;Mikromechanické vlastnosti/Morfologie; Optickácharakterizace;Rtg.analýza; NMR a hmotnostní spektrometrie; Elektrická a magnetickáměření; Testování prvků a součástek. KOMPLEXNÍ TECHNOLOGIE A ZAŘÍZENÍ: Příprava a in situ charakterizace; Nanolitografie a nanomanipulace; Chemickétechnologie SPECIÁLNÍ LABORATOŘE: Nové analytické a měřící metody

19. Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz CEITEC – sekce Nano a mikrotechnologií Pracoviště zapojená do přípravy: • Ústav fyzikálního inženýrství, FSI VUT Brno • Ústav kondenzovaných látek, PřF MU • Ústav mikroelektroniky a technologií, FEKT VUT Brno • Ústav fyzikální elektroniky, PřF MU • Ústav chemie, PřF MU • Ústav přístrojové techniky, AVČR • Ústav fyziky materiálů, AVČR • Český metrologický ústav

20. Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz CEITEC Děkuji za pozornost

21. Ústav fyzikálního inženýrství Odbor optiky a přesné mechaniky physics.fme.vutbr.cz Vybrané příklady řešených problémů Zobrazení šlír ve skle Šlíry (nehomogenity v indexu lomu) v průmětu bižuterního výrobku zhotoveného technologií tlakového vstřikování do formy. Pro zviditelnění šlír byla použita metoda prostorové filtrace obrazu s hranovým filtrem.

22. Ústav fyzikálního inženýrství Odbor optiky a přesné mechaniky physics.fme.vutbr.cz Vybrané příklady řešených problémů Rozložení elektrického pole uvnitř vlnovodu ve fotonickém krystalu

23. Ústav fyzikálního inženýrství Odbor mikromechaniky materiálů a technické akustiky physics.fme.vutbr.cz Vybrané příklady řešených problémů Prvoprincipiální výpočet mechanických vlastností kubických a hexagonálních krystalů Celková energie na atom jako funkce mezirovinné vzdálenosti a posunu rovin pro smyk <110>{111}

24. Ústav fyzikálního inženýrství physics.fme.vutbr.cz Studijní obory • Přesná mechanika a optika • (navazující magisterské studium) • Studium se zaměřuje na: • technickou optiku v rozsahu potřebném pro inženýrskou praxi při navrhování optických přístrojů a při aplikacích optických prvků v měřicí technice a řídicích systémech • přístrojovou a měřicí techniku • počítačovou podporu v inženýrské praxi Studenti, kteří jsou jazykově vybaveni absolvují jeden semestr na některé zahraniční universitě • Absolventi jsou zaměřeni na: • uplatňování optoelektroniky při konstrukci strojů a přístrojů • kvalifikované využívání optických metod v metrologii • zavádění a využívání nových „high-tech“ technologií • využití počítačů ke konstruování Výzkumně orientovaní absolventi magisterského studijního programu mají možnost pokračovat v doktorském studiu.