Současné pokroky ve vědních oblastech nanotechnologií umožňují navrhnout vícevrstvé soustavy s velmi dobrými funkčními vlastnosti, které lze využít ve fotovoltaice, mikroelektronice, optice nebo pro konstrukci laditelných rezonátorů nebo fyzikálních, chemických a biologických senzorů. Skládají se z několika materiálových vrstev, jako jsou piezoelektrická, fotorezistentní nebo vrstva s tvarovou pamětí. Vzhledem k jejich složité struktuře mohou tyto soustavy vykazovat nelineární chování. Projekt se zaměřuje na problematiku jejich porozumění a to do té míry, aby bylo možné tyto nelineární jevy využít ve prospěch daného senzoru nebo jim naopak předejít. Cílem projektu je teoreticky i experimentálně zkoumat vícevrstvé mikro-/nanorezonátory s různými globálními a lokálními nelinearitami a na základě rozměrově víceúrovňových modelů vyhodnocovat hranice jejich použitelnosti. Výsledky řešení projektu budou významné pro návrh nových zařízení mikro/nano rozměrů a z širšího hlediska přispějí ke zkoumání a pochopení řady problémů v oblasti nelineárních dynamických soustav.

Popis anglicky
Recent advances in nanotechnology allow us to design sensors with multi-layered architecture to achieve their superior performance and ultrasensitive response. The proposed project aims to develop a tunable micro/nano-mechanical resonator consisting of piezoelectric, photo-resistive, or even functional (memory shape) materials for a wide array of applications including biomedical, photovoltaics or micro-electronics. A sensor with such a complex structure would inevitably exhibit nonlinear behaviour coming from either global or local nonlinearities. Hence, it is desirable to well understand such behavior to either exploit it in a favor of the sensor or to avoid it. In this project, we thus plan to closely study this issue, both theoretically and experimentally, to understand physics behind and enable tailoring new powerful sensors or nonlinear dynamical systems for various applications. To this end multiscale mathematical models will be developed and confronted with experiments performed on both Czech and Taiwanese side. Synergy of rich experience of both sides will be utilized.

Klíčová slova
Nelineární mechanika;Nanomechanika;Kmitání;Matematické modelování;Tenké filmy;Vrstevnaté rezonátory;Víceúrovňové modelování;Materiály s tvarovou pamětí

Klíčová slova anglicky
Nonlinear mechanics, Nanomechanics, Vibrations, Mathematical Modelling, Thin films, Multilayered resonators, Multi-scale modelling, Shape memory alloys