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 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

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

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.

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 )

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)

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

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

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.

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

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.

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, …).

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

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

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.)

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

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

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

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; Optická charakterizace; Rtg. analýza; NMR a hmotnostní spektrometrie; Elektrická a magnetická měření; Testování prvků a součástek. KOMPLEXNÍ TECHNOLOGIE A ZAŘÍZENÍ: Příprava a in situ charakterizace; Nanolitografie a nanomanipulace; Chemické technologie SPECIÁLNÍ LABORATOŘE: Nové analytické a měřící metody

CEITEC – sekce Nano a mikrotechnologií 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

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

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.

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

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}

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.