Fyzika nanostruktur
Hlavní směr výzkumu Fyzika nanostruktur zastřešuje výzkumné aktivity v oblasti výpočetní fyziky pevných látek, chemické fyziky, fyziky povrchů, materiálových věd a případně fyzikální chemie, které realizuje Skupina fyziky nanostruktur působící na Katedře fyziky PřF OU. Jedná se o mezinárodní tým, který se zabývá teorií elektronové struktury a počítačovým modelováním (nano)materiálů a molekulárních komplexů na atomové škále. Kromě aplikace tradičních metod (funkcionál hustoty elektronů, kvantová chemie) je kladen důraz na výzkum a vývoj alternativních mnohočásticových stochastických metod (kvantové Monte Carlo) a jejich použití na přesný popis elektronové struktury a plně kvantový popis pohybu jader. Výpočetní metody jsou aplikovány na molekuly, klastry, pevné látky, povrchy a nanomateriály se zaměřením na predikci jejich strukturních, elektronických, optických, adsorpčních vlastností a jejich interakcí. Úspěšně jsou popisovány náročné systémy a jevy jako přechodné kovy, jejich oxidy, nekovalentní interakce a fyzisorpce, jaderné delokalizačníefekty silně kvantových systémů a excitonické efekty u nanostruktur. Aktuální informace lze nalézt na webových stránkách https://nano.osu.cz
Výzkumné týmy a zapojení pracovníci:
- Karlický František, doc. Mgr., Ph.D., vedoucí skupiny fyziky nanostruktur, docent
- Dubecký Matúš, Ing., PhD., klíčový pracovník (tým kvantové Monte Carlo), odborný asistent
- Shahrokhikhorneh Masoud, M.Sc., Ph.D., klíčový pracovník (tým výpočetní katalýza)
- Sakhraoui Taoufik, M.Sc., Ph.D., odborný asistent
- Kolos Miroslav, RNDr., Ph.D., odborný asistent
- Novotný Michal, Mgr., PhD., odborný asistent
- Vénosová Barbora, Ing., PhD., postdoc researcher
- Raval Dharaben Vasantkumar, M.Sc., Ph.D., postdoc researcher
- Yogi Rachana, M.Sc., Ph.D., postdoc researcher
- Kalmár Jiří, Mgr.
- Kalsoom Talha, M.Sc.
- Abdellattife Ahmed, M.Sc.
Významné projekty za posledních 5 let:
2023-2027: LERCO – Life Environment Research Center Ostrava. Ministerstvo životního prostředí ČR CZ.10.03.01/00/22_003/0000003 (vedoucí výzkumného programu 3 (Modelování a simulace): doc. Mgr. František Karlický, Ph.D.)
2021-2023: MXeny – materiály pro technologické aplikace budoucí generace. GA ČR GA21-28709S (řešitel doc. Mgr. František Karlický, Ph.D.)
2020-2022: Ab-initio lineární a nelineární ultrarychlá spektroskopie dvojdimenzionálních binárních polovodičů na bázi prvků V. skupiny. MŠMT InterExcellence LTAIN19138 (řešitel doc. Mgr. František Karlický, Ph.D.)
2018-2020: Fixed-node diffusion Monte Carlo jako referenční metoda pro velké nekovalentní systémy. GA ČR 18-24321Y (řešitel Ing. Matúš Dubecký, PhD.)
2018-2020: Výpočetní materiálové inženýrství dvojdimenzionálních krystalů a van der Waalsových heterostruktur. GA ČR 18-25128S (řešitel doc. Mgr. František Karlický, Ph.D.)
Významné publikace:
Kumar N., Kolos M., Karlický F.: Stacking-Dependent Interlayer Excitons in BP/CrSe2 van der Waals Heterostructure. Nano Lett., accepted, 2025, DOI 10.1021/acs.nanolett.5c03389
Fanta R., Jurečka P., Dubecký M.: Why Nondynamic Correlation Matters for ππ Stacking? Lessons from the Benzene Dimer. J. Phys. Chem. Lett. 16, 10982−10988, 2025
Vénosová B., Karlický F.: Effects of surface functionalization and size of MXene-based quantum dots on their optical properties: the exciton confinement matters. Nanoscale 17, 24529–24540, 2025
Šulka M., Šulková K., Dubecký M.: Unveiling Hidden Dynamic Correlations in CASSCF Correlation Energies by Hartree-Fock Nodes. J. Chem. Phys. 161(11), 114112, 2024
Kumar N., Karlický F.: Oxygen-terminated Ti3C2 MXene as an excitonic insulator. Appl. Phys. Lett. 122(18), 183102, 2023
Šulka M., Šulková K., Jurečka P., Dubecký M.: Dynamic and Nondynamic Electron Correlation Energy Decomposition Based on the Node of the Hartree–Fock Slater Determinant. J. Chem. Theory Comput. 19(22), 8147–8155, 2023
Dubecký M., Minárik S., Karlický F.: Benchmarking fundamental gap of Sc2C(OH)2 MXene by many-body methods. J. Chem. Phys. 158(5), 054703, 2023
Ketolainen T., Karlický F.: Optical gaps and excitons in semiconducting transition metal carbides (MXenes). J. Mater. Chem. C 10, 3919–3928, 2022
Brumovský M., Oborná J., Micić V., Malina O., Kašlík J., Tunega D., Kolos M., Hofmann T., Karlický F., Filip J.: Iron Nitride Nanoparticles for Enhanced Reductive Dechlorination of Trichloroethylene. Environ. Sci. Technol. 56(7), 4425–4436, 2022
Fanta R., Dubecký M.: Noncovalent Interactions by Quantum Monte Carlo Method: Strong Influence of Isotropic Jastrow Cutoff Radii. J. Chem. Theory Comput. 17(7), 4242–4249, 2021
Zveřejněno / aktualizováno: 27. 03. 2026
