RNDr. Michal Dušek, CSc.
doc. Ing. Pavel Jelínek, Ph.D.
Jiřina Pilná
Fyzika pevných látek je obor, který má bezprostřední dopad na každodenní fungování lidské společnosti a její ekonomicky udržitelný růst. Umožňuje porozumět principům, které řídí chování a projevy hmoty, a cíleně vytvářet pevné látky s definovanými vlastnostmi potřebnými pro rozvoj naší technicky vyspělé civilizace. Sekce fyziky pevných látek se zabývá komplexním studiem pevných látek, od obecných teoretických principů jejich výstavby až po konstrukci konkrétních technologických materiálů.
Moderní společnost svými potřebami definuje hlavní výzvy související s fyzikou pevných látek a materiálového výzkumu. Mezi tyto potřeby a výzvy patří zejména rychlá a efektivní práce s daty včetně jejich ukládání, pokročilá lékařská diagnostika a terapie, detekce a analýza environmentálních procesů a udržitelné metody výroby a ukládání energie. Rozhodujícím faktorem pro dosažení těchto potřeb je nalezení metod cílené přípravy nanomateriálů, jejich charakterizace a vývoj nových technologií pro jejich produkci. Nezbytným předpokladem úspěšnosti je plné porozumění souvisejících fyzikálních jevů od makroskopického až do atomárního měřítka. Sekce fyziky pevných látek v rámci základního výzkumu integruje tematicky rozhodující vědecké obory a buduje unikátní analytické a technologické zázemí potřebné k uchopení a úspěšnému řešení naznačených výzev nezbytných k udržitelnosti prosperující společnosti.
Jedním z našich nejpokročilejších témat je spintronika s dlouhodobým cílem vylepšení výkonu počítačů do bodu, který umožní realizovat například umělé neuronové sítě. Pokroky v spintronice zásadně ovlivní současné fungováni společnosti založené na zcela nové úrovni digitálních technologií. Dalšími významnými tématy jsou nanoelektronika, molekulární elektronika a nanodiagnostika, s vizí vývoje kvantových celulárních automatů a nových metod řízení jejich elektronických vlastností pomocí samoorganizovaných vrstev. V oblasti výzkumu termoelektrických jevů směřujeme ke konstrukci tzv. spin-kalorimetrických prvků, které otevřou cestu k plnému zvládnutí fotodynamické a fototermální terapie vhodné pro medicínské postupy. V oblasti vývoje detektorů se zaměřujeme na nanomorfologické, nanokompozitní a hybridní scintilační a fosforové materiály, které sdružují několik funkcí při detekci a monitorování ionizujícího záření a svazků nabitých částic a neutronů a jdou nad limity klasických objemových materiálů. Další důležitou oblastí je zlepšování technologií růstu dokonalých křemíkových a diamantových vrstev a struktur důležitých pro vývoj optoelektronických prvků, biosenzorů a aktuátorů. Moderní materiálový výzkum s sebou nese také potřebu vývoje nových analytických metod zaměřených na strukturní analýzu projevů hmoty na úrovni nanokrystalů, v našem případě s vizí aplikace elektronové difrakční tomografie na oblast charakterizace nestabilních materiálů anebo identifikaci struktur léčiv.