Ocenění za nejlepší dizertační práci letos od Československé mikroskopické společnosti obdržel Michal Horák z CEITEC VUT. Ve své práci se zabýval využitím elektronové mikroskopie a spektroskopie v plazmonice. Kromě samotné dizertační práce byly už v minulosti oceněny některé Horákovy články.

Když byl na CEITEC VUT nainstalovaný transmisní elektronový mikroskop FEI Titan, věděl tehdy ještě začínající doktorský student Michal Horák, co bude tématem jeho dizertace. „Bylo potřeba na tomto přístroji dělat vědu. A když jsem hledal téma pro doktorát, rychle jsem věděl, že chci pracovat právě na něm. Konkrétní zaměření práce jsem nechal na svém vedoucím. A protože pan profesor Šikola vede plazmonickou skupinu, bylo víceméně rozhodnuto,“ popsal začátky dnes už doktor Michal Horák.

Zároveň upozorňuje, že v podstatě začínal úplně od nuly. První rok a půl mu tak trvalo zjistit, jak správně připravit vzorek, jak naměřit, zpracovat i vyhodnotit výsledky získané spektroskopií energiových ztrát elektronů (zkráceně EELS z anglického Electron Energy Loss Spectroscopy). „Musel jsem se prvně naučit s přístrojem pracovat. Většina byla pokus omyl. Něco málo se člověk dočetl v zahraničních publikacích nebo zkonzultoval se zahraničními výzkumníky. Následně jsem se to pokoušel aplikovat,“ potvrdil Horák.

První velký výsledek jeho snažení přišel v roce 2018. „Podařilo se nám tehdy ve Scientific Reports publikovat článek, který srovnával odezvu plazmonických antén naměřenou EELSem. Antény byly vyrobeny buď iontovou, nebo elektronovou litografií,“ popsal první pilíř své dizertační práce Michal Horák.

Následovala studie limitů Babinetova principu a článek z roku 2019 zabývající se disky a aperturami. „Třetí část dizertace se pak týkala antén, které koncentrují elektrické, nebo magnetické pole, což jsou antény typu bowtie nebo diabolo. Opět jsme měřili EELSem rozložení elektrického pole. Babinetův princip dává do souvislosti elektrické pole přímé struktury, tedy částice, a magnetické pole komplementární struktury, takzvané apertury. To znamená, že jsme na těchto strukturách ukázali možnost kvalitativně měřit magnetické pole touto metodou, přestože na něj EELS není citlivý,“ dodal Horák. Výsledky výzkumu pak publikoval tým z CEITEC VUT v odborném časopise Nanophotonics v letošním roce.

Poslední část dizertační práce shrnovala výsledky spolupráce s Biofyzikálním ústavem Akademie věd ČR. „Konkrétně se spolupráce týkala stříbrného amalgámu, který tým z Akademie věd ČR vymyslel jako alternativu ke rtuťovým elektrodám v elektrochemii. Rozhodli se amalgám nanostrukturovat, což znamená vytvořit ze slitiny stříbra a rtuti nano a mikročástice. Našim úkolem pak bylo zjistit, zda jsou částice plazmonicky aktivní. Což znamená, zda se otevře nějaká možnost kombinovat plazmoniku a elektrochemii,“ přiblížil Horák. Získané nanočástice amalgámu zkoumal opět v transmisním elektronovém mikroskopu. „Zjistil jsem, že jsou polykrystalické a mají poměrně homogenní poměr rtuti a stříbra. Prokázali jsme také, že jsou plazmonicky aktivní a pomocí jejich velikosti se rezonanční energie dá ladit od blízkého ultrafialového záření až po infračervenou oblast, což je velmi pěkný výsledek,“ dodal Michal Horák.

Ačkoliv popsané výzkumy skončily s dopsáním dizertační práce, Michal Horák se do budoucna rozhodně nudit nebude. Pokračuje totiž v podobných tématech. Příkladem je výzkum srovnání vlivu mono a polykrystalického zlata na plazmonové rezonance. „Tedy, jestli budeme pozorovat tlumení na hranicích zrn. Případně jestli vůbec má pro nás smysl trápit se výrobou monokrystalických struktur, nebo jestli jsou polykrystalické dostatečné dobré. První výsledky ukazují, že polykrystalické struktury jsou dostatečně dobré,“ přiblížil probíhající výzkum Horák.

Obecně si pak myslí, že dnes už je tým z CEITEC VUT v oblasti elektronové mikroskopie a spektroskopie plazmonických antén na světové úrovni. „A co se týče uplatnění Babinetova principu, pak dostáváme světově unikátní výsledky,“ dodal. Že se jedná o výborné a unikátní výsledky, potvrzuje nejen sdílené první místo za nejlepší doktorskou práci od Československé mikroskopické společnosti, ale například i první cena v roce 2019 v soutěži o nejlepší odbornou práci mladých autorů v oboru spektroskopie pořádaná Spektroskopickou společností Jana Marka Marci za soubor článků, které na základě dizertace vznikly, či čestné uznání od České fyzikální společnosti v soutěži o Cenu Milana Odehnala v roce 2020. Současná práce Michala Horáka je také podpořena prestižním dvouletým stipendiem ThermoFisher Scientific a Československé mikroskopické společnosti 2019.

Zdroj: CEITEC