Institute of Scientific Instruments

Latest additions:
2019-12-09
08:15
SMV-2019-07: Emise tepelného záření niobového vzorku za velmi nízkých teplot
Frolec, Jiří
Předmětem výzkumu bylo ověření vyzařování tepla povrchem niobového disku. Po přípravě vzorku byly v nízkoteplotní měřící aparatuře testovány tepelně radiační vlastnosti dodaného materiálu. Experimenty probíhaly ve vakuu a s pomocí chlazení kapalným héliem se teplota vzorku ustalovala na teplotách v rozsahu 7 K až 280 K. V důsledku velmi nízkého signálu za nejnižších teplot, bylo za tímto účelem nutné postupně použít různé teplotní kontroléry a vyvinout zcela nový systém sběru a zpracování dat.

Detailed record
2019-12-09
08:15
SMV-2019-08: Přenos tepla zářením v mnohavrstvé izolaci z kaptonových fólií
Frolec, Jiří
Výzkum byl zaměřen na stanovení tepelně-radiačních vlastností kaptonových fólií se speciální vrstvou na jedné její straně. Tyto folie se používají v mnohavrstvých izolacích (MLI), například v kosmonautice k zajištění tepelného komfortu družic. Experimenty byly zaměřeny na jednotlivé hodnoty emisivit tepelného záření pro obě strany fólie. Testování probíhalo ve vakuu v unikátní aparatuře chlazené kapalným héliem při teplotách vzorku mezi 20 K a 300 K.

Detailed record
2019-12-09
08:15
SMV-2019-05: Fázové mřížky
Krátký, Stanislav ; Matějka, Milan ; Chlumská, Jana ; Horáček, Miroslav ; Kolařík, Vladimír ; Meluzín, Petr ; Král, Stanislav
Vývoj přípravy fázových mřížek pro použití ve spektroskopii materiálů. Během vývoje se prozkoumaly možnosti návrhu a přípravy fázových mřížek, které by byly naladěné na dvě odlišné vlnové délky. Teoretické simulace ukázaly, že se mřížka (hloubka mřížky) musí naladit na hodnotu mezi dvěmi zamýšlenými vlnovými délkami, aby se maximalizovaly účinnosti v prvních řádech pro obě vlnové délky. Vzorky byly následně vyrobeny pomocí elektronové litografie a reaktivního iontového leptání.

Detailed record
2019-12-09
08:15
SMV-2019-04: Velkoplošné nanášení nanostruktur
Horáček, Miroslav ; Kolařík, Vladimír ; Matějka, Milan ; Krátký, Stanislav ; Chlumská, Jana ; Meluzín, Petr ; Král, Stanislav
Vývoj sendvičových nanostruktur na dopovaném křemíkovém substrátu. Rozměry nanostruktur a jejich periodicita je na limitu rozměrů, které umožňuje připravit elektronový litograf Raith EBPG5000+. Na dopovaný křemíkový substrát byla připravena tenká nitridová vrstva jako maska pro následné leptání. Pomocí elektronové litografie a vakuového napařování byly nejdříve připraveny zlaté soukrytovací značky nutné pro provedení vícenásobné expozice. V dalším litografickém kroku byla naexponována maska v rezistu, přes kterou se pomocí reaktivního iontového leptání proleptala nitridová maska. Přes nitridovou masku došlo k vyleptání pyramid v křemíku. V třetím litografickém kroku byla pomocí různých strategií zápisu připravena druhá maska pro napaření hliníkové vrstvy v místech dříve vyleptaných pyramid. Proces byl dokončen provedením lift-off techniky okolní plochy.

Detailed record
2019-12-09
08:15
SMV-2019-03: Tenké membrány
Krátký, Stanislav ; Matějka, Milan ; Chlumská, Jana ; Horáček, Miroslav ; Kolařík, Vladimír ; Meluzín, Petr ; Král, Stanislav
Vývoj technologie přípravy tenkých nitridových membrán ve velké ploše pro potřeby spektroskopie pomocí pomalých elektronů. Během vývoje se vyzkoušelo několik různých technik pro přípravu tenkých membrán – mokré leptání, reaktivní iontové leptání, plasmatické leptání a nízkofrekvenční plasmatické leptání. Zároveň byla vyvinuta technika nepřímého měření takto tenkých membrán.

Detailed record
2019-08-26
09:04
Using GPGPU in MR Data Processing
Mikulka, J. ; Slíž, J. ; Bartušek, Karel
The main tissue parameters targeted by MR tomography include, among others, relaxation times T-1 and T-2. This paper focuses on the computation of the relaxation time T-2 measured with the Spin Echo method. The maxima of measured echoes must be interleaved with an exponential function to compute the T2 relaxation. As this procedure needs to be repeated for each pixel of the scanned tissue, the processing of large images then becomes very intensive. This paper introduces the results provided by accelerated computation based on parallelization and carried out with a graphics card. By using the simple method of linear regression, we obtain a processing time of less than 36 ms. In the case of the Levenberg-Marquardt algorithm, the reconstruction was done in 96 ms. This period is at least 900 times shorter than that achievable with professional software.

Detailed record
2019-08-26
09:04
Statistics-based Diagnostics of Brain Tumors
Marcon, P. ; Bartušek, Karel ; Dohnal, P. ; Širůčková, K.
Currently, the increasing number of reported cancer cases has become a serious indicator of persisting low curability rates characterizing certain prominent diseases. An early tumor diagnosis constitutes a vital prerequisite for any potentially successful therapy, in this context, the present paper discusses the improvement of accuracy in the overall diagnostics related to brain tumors. The proposed measures include, for example, maximizing the use of image modifications and decreasing the radiation doses received by a patient's body. The wider project is centered on the diagnostics of pathological tissues in the brain, it describes and compares the classification and identification of particular brain tumors. For the given purpose, images were acquired via magnetic resonance tomography.

Detailed record
2019-08-26
09:04
Gel Polymer Electrolytes Modified Nanoparticles or Copolymers and Polymerized in Magnetic and Electric Fields
Jahn, M. ; Veselková, I. ; Sedlaříková, M. ; Zatloukal, M. ; Bartušek, Karel
Gel polymer electrolytes are perspective electrolytes for new types of Li-ion batteries today. The properties respectively advantages of these gels can be used also in other fields of electrochemistry. The gel polymer electrolyte is composed of a conductive component (liquid electrolyte) and the polymer component (methacrylate-based polymer). In this paper, I present fundamental characteristics of gel polymer electrolytes modified nanoparticles or copolymers and preparation of these gel polymer materials with nanoparticles or copolymers polymerized in electric and magnetic fields.

Detailed record
2019-08-26
09:04
Transmission of very slow electrons as a diagnostic tool
Frank, Luděk ; Nebesářová, Jana ; Vancová, Marie ; Paták, Aleš ; Mikmeková, Eliška ; Müllerová, Ilona
The penetration of electrons through solids is retarded by sequences of their interactions with the matter in which the electron changes its direction of motion and loses its energy. Inelastic collisions, the intensity of which reaches a maximum at around 50 electronvolts (eV) and drops steeply on both sides of this fuzzy threshold, are decisive for the penetration of electrons. Transmission microscopy (TEM or STEM) observes thin samples of tens to hundreds of nanometres in thickness by passing electrons of energies of tens to hundreds of kiloelectronvolts through them. The range below 50 eV has recently been utilized in the examination of surfaces with reflected electrons, where high image resolution is achieved thanks to the retardation of electrons close to the sample surface in the ´cathode lens´ . In this lens, the role of the cathode is played by the sample itself, biased to a high negative potential. This principle can also be utilized in the transmission mode with samples of a thickness at and below 10 nm. This method has recently been implemented and verified on graphene samples prepared by various methods. The results have made it possible to diagnose the continuity and quality of the graphene flakes. Furthermore, series of experiments have been performed involving the observation of ultrathin tissue sections with electrons decelerated to about 500 eV and less, where they provide an image contrast of the cell ultrastructure much higher than that provided by traditional microscopic modes.

Detailed record
2019-02-13
17:44
Silver micro drop structured twice around the earth
Meluzín, Petr ; Tryhuk, V. ; Horáček, Miroslav ; Knápek, Alexandr ; Krátký, Stanislav ; Matějka, Milan ; Kolařík, Vladimír
Planar micro structuring of thin metallic layers allows to achieve required surface properties of metallic layers covering bulk materials. Recently, the arrangement of micro holes or pillars placed around the primary spiral according to a phyllotactic model was presented. This deterministically aperiodic planar arrangement was used for benchmarking purposes of the e-beam writer patterning. This arrangement based on single primary spiral and a variety of derived secondary spirals has several interesting properties. One of them is a very low ratio between the area populated by individual micro elements and the length of the primary phyllotactic spiral. This paper presents analysis of the phyllotactic spiral length and the rising gradient at the spiral outer edge. The practical part of the presented work deals with the patterning of a thin silver layer deposited on the silicon or glass substrates using e-beam pattern generation, lithography techniques and related technologies. An interesting impact of the mentioned spiral properties on the e-beam writing strategies and the exposure ordering strategy are also discussed.

Detailed record