Současné pokroky v nanotechnologiích dovolují navrhovat senzory s vícevrstvou architekturou umožňující dosažení výjimečného výkonu a ultracitlivé odezvy. Vývoj laditelného mikro/nano-mechanického rezonátoru sestávajícího z piezoelektrických, fotorezistivních nebo funkčních (paměťových) materiálů využitelného v široké škále aplikací, včetně biomedicíny, fotovoltaiky nebo mikroelektroniky se tak jeví jako realizovatelný. Senzor s tak složitou strukturou nevyhnutelně vykazuje nelineární chování plynoucí jak z globálních tak lokálních nelinearit. Aby mohlo být toto chování využito ve prospěch senzoru, nebo naopak mu bylo možné předejít, je nezbytné jej pochopit a umět modelovat. Cílem výzkumného tématu je podrobně teoreticky I experimentálně studovat daný problém s cílem porozumět fyzikální podstatě a umožnit tak vývoj nových výkonných senzorů nebo nelineárních dynamických systémů. Pro tento účel se vyvíjejí víceúrovňové matematické modely, které jsou konfrontovány s experimenty provedenými na partnerských pracovištích a využívá se synergie zkušeností všech zúčastněných týmů.

Projekty

GAČR 21-12994J (mezinárodní CZ-TW): „Smart MEMS/NEMS resonators with functional material layers utilizing local and global nonlinearities for ultrasensitive (bio) sensing applications “, spoluřešitel projektu, 2021-2023.

Publikace

STACHIV, I.; MACHŮ, Z.; ŠEVEČEK, O.; JENG, Y.; LI, W.; KOTOUL, M.; PRÁŠEK, J. Achievable accuracy of resonating nanomechanical systems for mass sensing of larger analytes in GDa range. INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES, 2022, roč. 224, č. červen, s. 1-15. ISSN: 0020-7403.

STACHIV, I.; MACHŮ, Z.; ŠEVEČEK, O.; TUHOVČÁK, O.; KOTOUL, M.; JENG, Y. Resolving measurement of large (similar to GDa) chemical/biomolecule complexes with multimode nanomechanical resonators. Sensors and Actuators B: Chemical, 2022, roč. 353, č. 15, s. 1-9. ISSN: 0925-4005.

STACHIV, I.; GAN, L.; KUO, CH.Y.; ŠITTNER, P.; ŠEVEČEK, O. Mass Spectrometry of Heavy Analytes and Large Biological Aggregates by Monitoring Changes in the Quality Factor of Nanomechanical Resonators in Air. ACS Sensors, 2020, roč. 5, č. 7, s. 2128-2135. ISSN: 2379-3694.

Kontaktní osoba
prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc.