Fyzikálny ústav každoročne ponúka niekoľko doktorandských pozícií v niekoľkých študijných programoch. Možné témy pre štúdium nájdete nižšie. Ako prvý krok je najlepšie osloviť potenciálneho školiteľa, ktorý Vám poskytne najkvalifikovanejšie odpovede k téme, náplne činnosti a požiadavkám na pozíciu.
Akademický rok 2024/25
-
Študijný program:
Teoretická fyzika a matematická fyzika / FMFI UKAnotácia:
Tenzorová sieť predstavuje moderný matematický nástroj, pomocou ktorého vieme presne opísať kvantové stavy. Zameriavame sa na silno korelované spinové (magnetické) systémy. Tenzorová sieť je reprezentovaná kvantovým stavom zapísaná v tvare súčinu tenzorov. Nesie fyzikálne stupne voľnosti, ktoré sú vzájomne prepojené cez pomocné (nefyzikálne) stupne voľnosti, ktoré riadia korelácie a kvantové previazanie. Počas doktorandského štúdia budeme analyzovať netriviálne topologické fázy pomocou kvantovej entropie previazania, tzv. konkurencie, negativity a štandardnými pozorovateľnými veličinami. Keďže tieto spinové systémy nie sú presne riešiteľné, budeme vyvíjať nové numerické postupy s použitím ľubovoľného preferovaného programovacieho jazyka (napr. Python, Julia, MatLab, C++ atď.). Cieľom je navrhnúť alternatívne metódy tenzorových sietí, ktoré majú pôvod v technikách renormalizačnej grupy. Máme v úmysle analyzovať hyperbolické zakrivené mriežky, aby sme prehodnotili kvantovú gravitáciu z iného uhla pohľadu.Kontakt: andrej.gendiar@savba.sk -
Študijný program:
Teoretická fyzika a matematická fyzika / FMFI UKAnotácia:
Critical reconsideration on assumptions on the interpretation of recorded data and certification of quantum features. The precise problem formulation depends on the preferences of PhD student. The subject includes area of device-independent protocols, quantum memory channels, quantum network theory, direct estimation protocols and higher-order quantum structures.Kontakt: mario.ziman@savba.sk -
Študijný program:
Teoretická fyzika a matematická fyzika / FMFI UKAnotácia:
Súčasné štádium vývoja kvantových počítačov sa označuje ako Noisy intermediate-scale quantum (NISQ) era. Možnosti takýchto zariadení sú značne obmedzené, čo sa týka kvality a počtu qubitov, vykonávaných brán alebo typov meraní. Pre maximálne využitie ich potenciálu by preto mali byť implementované úlohy starostlivo optimalizované s ohľadom na využitie týchto zdrojov. Cieľom študenta bude naučiť sa a ďalej rozvíjať metódy optimalizácie máp vyššieho rádu so zvolenou zdrojovou a kauzálnou štruktúrou. Študent by mal tiež pracovať a zdokonaľovať metódy hľadania kvantových obvodov implementujúcich takéto optimálne mapy a iné známe alebo novo vyvinute úlohy kvantového spracovania informácií. Výskumné ciele sa plánujú riešiť väčšinou analytickými prostriedkami, ale i počítačovo orientovaný prístup je vítaný.Kontakt: michal.sedlak@savba.sk -
Študijný program:
Fyzika kondenzovaných látok a akustika / FMFI UKAnotácia:
Dizertačná práca v oblasti kvantového počítania na báze polovodičových zariadení svojím obsahom ašpiruje pochopiť deatilné fyzikálne procesy pomocou numerických simulácií [1] s čo najrealistickejšími modelmi. Cieľom je vyvinúť modely aplikovateľné na súčasné spinové qubity realizované pomocou kvantových bodiek [2]. Po úvodnom všeobecnom zoznámení sa s problematikou si vyberieme jednu z materiálových platforiem založených buď na elektrónoch v kremíku, ako sú heteroštruktúry Si/SiGe a Si-MOS fin-FET, alebo na dierach v germániu, ako sú heteroštruktúry Ge/SiGe alebo Ge/Si core-shell nanodrôty. Uchádzač sa oboznámi s ab initio metódami (DFT a tight-binding), mikroskopickými simulačnými metódami (COMSOL alebo podobné) a k-dot-p teóriou [3]. Kombináciou týchto metód chceme získať realistické modely, ktoré budú schopné vysvetliť experimentálne údaje a umožnia navrhnúť zlepšenia v konštrukcii spin-qubitových zariadení. Kandidát bude mať možnosť spolupracovať s vedúcimi predstaviteľmi v oblasti teórie spinových qubitov (D. Loss, Bazilej, CH), ako aj a s poprednými experimentálnymi skupinami (S. Tarucha, RIKEN, JP).Literatúra:
[1] W. H. Press, et al., Numerical Recipes, 3rd edition (2007). [2] G. Burkard, et al., Semiconductor spin qubits. Rev. Mod. Phys. 95, 025003 (2023). [3] Dresselhaus, et al., Group theory: application to the physics of condensed matter, Springer-Verlag Berlin (2008).Kontakt: denis.kochan@savba.sk -
Študijný program:
Jadrová a subjadrová fyzika / FMFI UKAnotácia:
Lokálny voľný objem v polyméroch skúmaný pomocou anihilácie pozitrónia umožňuje charakterizovať mnohé vlastnosti polymérnych sietí ako sú napríklad teplotná expanzivita voľného objemu, frakcia voľného objemu, významné teploty štrukturálnych prechodov apod. Je snaha pripravovať nové materiály s vhodnými vlastnosťami, podľa požadovaných aplikácií. Vlastnosti polymérov môžme ovplyvňovať nielen v procese polymerizácie ale aj ďalším spracovaním už vytvrdených štruktúr. Takto napríklad použitím vysokých tlakov na vytvrdených vzorkách sa môžu dodatočne meniť ich materiálové vlastnosti. Cieľom štúdia je sledovať rozsahy vratných a nevratných procesov v polymérnej sieti po aplikácií vysokokého tlaku (0-100MPa) pomocou merania dôb života pozitrónia pri definovaných vonkajších podmienkach. Z dôb života sa pomocou vhodných modelov stanovia lokálne voľné objemy a tie budú skorelované s výsledkami ďalších štandardných charakterizačných techník ako sú infračervená spektroskopia, dielektrická spektroskopia, diferenciálna skenovacia kalorimetria. Očakáva sa prínos v poznaní nových materiálov. Projekt je súčasťou medzinárodnej spolupráce.Kontakt: ondrej.sausa@savba.sk -
Študijný program:
Jadrová a subjadrová fyzika / FMFI UKAnotácia:
Podrobné skúmanie fázového správania vody za prítomnosti kryoprotektívnych látok, ako sú DMSO, glycerol, etylénglykol a vybrané sacharidy, pomocou zmien lokálneho voľného objemu určeného z dôb života Ps v širokom teplotnom intervale. Kombinácia mikroskopickeho a makroskopického prístupu (pozitrónová anihilačná časová spektroskopia-PALS a diferenčná skenovacia kalorimetria, DSC) prispeje k vytvoreniu komplexnejšieho obrazu o procesoch prebiehajúcich v modelových zmesiach na mikroštrukturálnej úrovni. Výrazné praktické dopady výskumu v oblasti medicíny a bioĺógie.Kontakt: ondrej.sausa@savba.sk -
Študijný program:
Jadrová a subjadrová fyzika / FMFI UKAnotácia:
Jadrá s jedným nukleónom (protón, neutrón) mimo uzavretú vrstvu sú predmetom mnohých štúdií. V tomto smere hrá štúdium neutrónovo deficitných izotopov bizmutu (Z = 83) významnú úlohu v porozumení jadrovej štruktúry, jadrovej deformácie a tvarovej koexistencie v okolí magických jadier olova. Predmetné jadrá sa nachádzajú relatívne blízko k tzv. “neutron mid-shell” a majú o 17-18 neutrónov menej v porovnaní s dvojito magickým jadrom Pb-208. Oba izotopy, Bi-191 a Bi-192, sa nachádzajú v oblasti tabuľky izotopov, kde je vo zvýšenej miere prítomná tvarová koexistencia ako aj vysokospinové izomérne hladiny spojené s mnohokvázičasticovými konfiguráciami [1, 2, 3]. Je to práve izotop Bi-191, ktorý sa v Bi izotopickom rade nachádza na mieste stretu štruktúr vyznačujúcich sa tzv. “oblate” a “prolate” deformáciou [4, 5]. Pri analýze dát budú použité metódy (in-beam) gama spektroskopie a rozpadovej spektroskopie. Dáta pochádzajú z experimentu v Urýchľovačovom laboratóriu Univerzity v Jyväskylä (JYFL), Fínsko.Literatúra:
1. A. Herzáň et al., Phys. Rev. C 92, 044310 (2015). 2. A. Herzáň et al., Phys. Rev. C 96, 014301 (2017). 3. A. Herzáň,et al., Eur. Phys. J. A 56, 165 (2020). 4. P. Nieminen et al., Phys. Rev. C 69, 064326 (2004). 5. M. Nyman et al., Eur. Phys. J. A 51, 31 (2015).Kontakt: andrej.herzan@savba.sk -
Študijný program:
Jadrová a subjadrová fyzika / FMFI UKAnotácia:
Predložená téma je súčasťou veľmi úspešného experimentálneho programu zameraného na štúdium neutrónovo-deficitných nepárnych izotopov zlata. Tieto jadrá boli doteraz skúmané rôznymi spektroskopickými metódami (napr. In-beam, rozpadová a LASERová spektroskopia). Výskum tohto typu nám umožňuje študovať fenomény ako tvarová koexistencia, vývoj deformácie a pod. Na hlbšie porozumenie a možnosť porovnať experimentálne dáta s teoretickými modelmi je potrebné poznať redukované šírky elektromagnetických prechodov v jadrách, ktoré priamo vstupujú do jadrových maticových elementov. Redukované maticové elementy sú nositeľom informácie o jadrovej štruktúre. To bez presného zmerania dôb života vzbudených hladín v jadrách nie je možné. Téma je naviazaná na aktuálne riešené granty, čo zaručuje financovanie projektu. Súčasťou riešenia práce bude realizácia experimentov v laboratóriách: JYFL, Fínsko; CERN-ISOLDE a prezentovanie výsledkov na medzinárodných konferenciách. Znalosť anglického jazyka aspoň na mierne pokročilej úrovni je nutná. Výhodou je znalosť niektorého z programovacích jazykov a balíkov: JAVA, C++, ROOT, GEANT, RadWare.Literatúra:
1. D. J. Rowe, J. L. Wood, Fundamentals of nuclear models: foundational models, WSPC (2010), ISBN-13: 978-9812569554. 2. D. Jenkins, J. L. Wood, Nuclear Data: A primer, IoP Publishing (2021), ISBN-13: 978-0750326728. 3. J. Suhonen, From nucleons to nucleus, Springer (2007), ISBN-13: 978-3-540-48859-0.Kontakt: andrej.herzan@savba.sk -
Študijný program:
Jadrová a subjadrová fyzika / FMFI UKAnotácia:
Navrhovaný projekt dizertačnej práce predpokladá realizáciu experimentov v cyklotrónovom laboratóriu Univerzity v Jyvaskyla (Fínsko) a následnú analýzu dát. V nedávnej minulosti sme vykonali štúdiu izoméru v izotope 179Au, ktorý sa rozpadá prostredníctvom deformovaných intruder stavov. Experiment využíval neštandardnú konfiguráciu detektorov v ohniskovej rovine separátora RITU. To umožnilo rádové zvýšenie získanej štatistiky a pozorovanie slabých rozpadových vetiev izoméru. Doktorand bude analyzovať dáta, realizovať výpočty na báze modelu typu častica plus triaxiálne jadro a interpretovať výsledky. Ďalší experiment, zameraný na štúdium izotopu 181Au bol nedávno schválený programovou komisiou. Je zameraný na hľadanie izoméru, ktorý by mal existovať aj v tomto izotope. Doktorand bude analyzovať dáta aj z tohto experimentu. Skupina z Fyzikálneho ústavu SAV, v. v. i. je zložená z medzinárodne uznávaných odborníkov a aktívne spolupracuje s CERNom, INFN Legnaro, Liverpoolskou univerzitou a Univerzitou v Jyvaskyla. Preto musí mať kandidát silné schopnosti pracovať v medzinárodnom výskumnom tíme.Literatúra:
1. M. Balogh et al., Phys. Rev. C 106, 064324 (2022). https://doi.org/10.1103/PhysRevC.106.064324 2. M. Venhart et al., Phys. Lett. B 695, 82 (2011). https://doi.org/10.1016/j.physletb.2010.10.055 3. K. Heyde and J. L. Wood, Rev. Mod. Phys. 83, 1655 (2011). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.83.1467Kontakt: martin.venhart@savba.sk -
Študijný program:
Kvantová elektronika a optika a optická spektroskopia / FMFI UKAnotácia:
The goal of this thesis work will be to leverage quantum resources that came available to experimentalists since the second quantum revolution to either investigate and better understand fundamental concepts of the quantum theory or demonstrate potentially new applications for future quantum technologies. This work will be achieved through the realization of several photonic-based experimental setups: single photon sources, generation of entanglement, spectroscopy-based stabilization schemes for feedback loop and more.Kontakt: djeylan.aktas@savba.sk -
Študijný program:
Kvantová elektronika a optika a optická spektroskopia / FMFI UKAnotácia:
Fototermálna terapia aplikovaná ožiarením biokonjugovaných nanomateriálov môže ponúknuť zásadný pokrok v súčasnosti dostupnej liečbe rakoviny. V štúdiách orientovaných na nanomedicínu doteraz chýbali podrobné výskumy dynamiky väzby konjugátov na nanoúrovni, samousporiadaných štruktúr, zloženia a organizácie proteínov, komplexov nanočastice-proteín a zobrazovanie fototerapiou indukovaných zmien v molekulárnych väzbách a nano-biozostáv. Doktorandská práca zahŕňa štúdium vlastností a aktivity nano-bio konjugátov na báze MoOx a MXene na základnej nanoúrovni s cieľom pochopiť konkrétne javy vrátane ich interakcie s bunkami. Kandidát si osvojí stavbu nanočastíc a konjugátov a ich podrobnú charakterizáciu (fyzikálnu, chemickú, biologickú). V súvislosti s tým použije a osvojí si pokročilé mikroskopické techniky ako konfokálna Ramanova mikroskopia, AFM silová mikroskopia, korelačné CRM-AFM a zobrazenie optickým skenovacím mikroskopom v blízkom poli. Navrhovaná téma umožní kandidátovi rozšíriť svoje vedomosti prostredníctvom originálneho výskumu a kritickej analýzy.Literatúra:
Annušová et al, ACS Omega, 2023, 8, 47, 44497–44513, doi: 10.1021/acsomega.3c01934; Nan et al, Appl Spectrosc Rev, 2021, 56, 7, 531–552, 2021, doi: 10.1080/05704928.2020.1830789; Lamprecht, C. et al., Biomedical Sensing with the Atomic Force Microscope, in Bhushan B. (eds) Nanotribology and Nanomechanics. 135–173 (Springer, 2017)Kontakt: adriana.annusova@savba.sk -
Študijný program:
Kvantová elektronika a optika a optická spektroskopia / FMFI UKAnotácia:
Hybridné organicko-anorganické perovskity sa v poslednom desaťročí stali hlavnými kandidátmi na účinné fotodiódy a solárne články novej generácie. Vďaka vysokým fotoluminiscenčným kvantovým výťažkom (PLQY) hybridné perovskity účinne premieňajú injektované nosiče náboja na svetlo a naopak. Napriek tomu, že PLQY je relatívne vysoký, ďalšie zvyšovanie účinnosti je obmedzené neradiačnými rekombináciami - buď prostredníctvom rekombinácie na defektoch v absorpčnej vrstve, alebo prostredníctvom rekombinácie menšinových nosičov na rozhraní perovskitu a transportnej vrstvy. Náplňou tejto práce bude študovať defekty, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu pri obmedzovaní výkonu fotovoltaických zariadení, a vývoj účinných pasivačných ciest na dosiahnutie ďalšieho pokroku v účinnosti. Za týmto účelom budú využité metódy optickej spektroskopie (fotoluminiscencia, absorbancia, skenovacia optická mikroskopia) a nepriame metódy rozptylu (röntgenová difrakcia). Práca bude realizovaná na Fyzikálnom ústavu SAV. Bližšie informácie na nada.mrkyvkova@savba.sk.Kontakt: nada.mrkyvkova@savba.sk -
Študijný program:
Kvantová elektronika a optika a optická spektroskopia / FMFI UKAnotácia:
Tuholátkové batérie (SSB) budú zohrávať kľúčovú úlohu pri riešení budúcnosti elektromobility vďaka svojej vyššej bezpečnosti a potenciálne vyššej hustote energie. Pre ich ďalší vývoj je však nevyhnutné hlbšie pochopenie redoxných reakcií v SSB vo veľmi krátkych časových intervaloch. V tomto projekte sa zameriavame na vývoj ultratenkej SSB s optickým spínačom, ktorý umožňuje spúšťať vybíjanie batérie a sledovať tak redoxnú reakciu s časovým rozlíšením až na úrovni femtosekúnd. Využijeme ultrarýchlu optickú spektroskopiu podporenú experimentmi na laseri s voľnými elektrónmi (FEL) v Hamburgu. Experimenty sa budú vykonávať v spolupráci s projektom EÚ HORIZON - Ultrabat. Podrobné informácie získate na e-mailovej adrese: peter.siffalovic@savba.sk.Literatúra:
1. Huang et al. Anode-Free Solid-State Lithium Batteries. Advanced Energy Materials, 12 (26), 2022, 2201044, doi 10.1002/aenm.202201044.Kontakt: peter.siffalovic@savba.sk -
Študijný program:
Fyzikálne inžinierstvo / FEI STUAnotácia:
Témou tejto doktorandskej práce je vyšetriť vzájomné závislosti transportu tepla prírodných materiálov a ich kompozitov, ako napr. drevo a drevotrieskové dosky. Kompozity na báze drevnej hmoty spojenej polymérnymi materiálmi patri do triedy trvalo udržateľných izolačných materiálov s potenciálom využitia v drevostavbách. Dobré tepelne-izolačné vlastnosti ich predurčujú na použitie v drsnejších klimatických podmienkach. Efektívnosť ich použitia v reálnych klimatických podmienkach závisí na mnohých parametroch. Transport tepla v takýchto materiáloch je multi-parametrický pretože sa jedná o simultánny prestup tepla cez komponenty štruktúry. Experimentálne budú použité prechodové termofyzikálne metódy, konkrétne impulzná prechodová metóda a jedno-sondová metóda plošného horúceho disku. Jednou z úloh bude stanoviť termofyzikálne parametre dosiek dreva pre rôzne smery anizotropie jeho štruktúry. Ďalšou úlohou je vyvinúť numerický model pre simultánny prenos tepla nehomogénnou štruktúrou s rôznou geometriou častíc dreveného plniva. Výsledky získané numerickým modelom budú porovnané s údajmi získanými experimentálnymi metódami.Kontakt: vlastimil.bohac@savba.sk -
Študijný program:
Fyzikálne inžinierstvo / FEI STUAnotácia:
Charakterizácia tepelných vlastností materiálov je základnou podmienkou ich použitia v súčinnosti s ich použitím v reálnych podmienkach. V poslednom období sme zaznamenali nárast počtu nestacionárnych meracích metód založených na princípe dynamickej zmeny teploty. Prechodové, alebo dynamické metódy používajú na charakterizáciu tepelne transportných a materiálových parametrov nestacionárne teplotné pole. Zvyčajne je sledovaná teplotná odozva na tepelný impulz generovaný zdrojom tepla. Snímanie teplotnej odozvy je realizované dvoma spôsobmi. Buď v istej vzdialenosti od zdroja impulzu alebo v mieste zdroja. Podľa toho delíme senzory na dvoj-sondové a jedno-sondové. V prípade jedno-sondových senzorov je teplotná odozva snímaná samotným vykurovacím elementom. Teplota je snímaná termočlánkom umiestneným mimo zdroja tepla, alebo priamo senzorom ktorý súčasne sníma odozvu na tepelnú poruchu v tvare impulzu alebo jednotkového skoku. Z teplotnej odozvy sa aplikovaním príslušného fyzikálneho modelu minimalizáciou parametrov hľadajú koeficienty tepelnej a teplotnej vodivosti a objemovej tepelnej kapacity. Vývoj jedno-sondových senzorov a metód na vyšetrovanie tepelných vlastností materiálov je preto zaujímavým a potrebným krokom ku zlepšeniu experimentálnych meracích techník. Výseldky vývoja jednosenzorových metód a meracej elektroniky umožnia efektívnejší výskum riešenia problémov transportu tepla nových technologicky zaujímavých materiálov pre tepelnú izoláciu alebo odvod tepla pri chladení zariadení.Kontakt: vlastimil.bohac@savba.sk