Martin Setvín: Slovo „prázdniny“ slyším nerad

Martin Setvín: Slovo „prázdniny“ slyším nerad

Fakulta / rozhovor

Zatímco mnoho lidí už vyhlíží letní dovolenou, fyzik doc. Martin Setvín má v posledních týdnech celkem napilno. Držitel grantů EXPRO a PRIMUS právě na Matfyzu v pražské Troji zařizuje novou laboratoř. Společně se svým týmem zde bude zkoumat materiály s feroelektrickým vlastnostmi, které by jednou mohly hrát důležitou roli při výrobě nanosoučástek a také obnovitelných paliv.

Doc. Martin Setvín u skenovacího tunelového mikroskopu: „Jeho základem je vakuová komora, kde dokážeme povrchy udržet čisté. Hlavní analytická metoda je nekontaktní AFM, která běží na základní teplotě kapalného helia, tzn. zhruba 4,2 K. Nízkou teplotu používáme především k tomu, abychom získali stabilitu, zbavili se teplotního driftu, kontaminace a abychom měli na experiment dostatek času.“
Doc. Martin Setvín u skenovacího tunelového mikroskopu: „Jeho základem je vakuová komora, kde dokážeme povrchy udržet čisté. Hlavní analytická metoda je nekontaktní AFM, která běží na základní teplotě kapalného helia, tzn. zhruba 4,2 K. Nízkou teplotu používáme především k tomu, abychom získali stabilitu, zbavili se teplotního driftu, kontaminace a abychom měli na experiment dostatek času.“

Jak pokračuje rozjezd vaší nové laboratoře?

Po pravdě, všechno jde mnohem pomaleji, než bych chtěl, což je do značné míry spojené s koronavirem. Výrazně se zdrželo přijímání nových lidí ze zahraničí. Řada mých budoucích spolupracovníků dosud kvůli extrémně dlouhé vízové proceduře nemohla do Česka přijet. Najmout doktoranda ze zahraničí teď trvá téměř rok.

Nedávno jste na Matfyzu instalovali nové experimentální vybavení. Co vás ještě v rámci příprav čeká?

Hlavním úkolem už je v podstatě jen začít dělat experimenty u nás. Až doteď jsme totiž měřili především u našich spolupracovníků ve Vídni a v Olomouci. Nyní je všechno připravené k tomu, abychom začali získávat vlastní data. Je to sice výrazně později, než jsem plánoval, ale za situace, jaká byla, to bohužel nešlo příliš urychlit.

Specializujete se na fyziku povrchů a tenkých vrstev. Můžete mi tento obor trochu představit?

Fyzika povrchů má celkem dlouhou tradici, obor vznikl někdy v 60. letech. Původní otázkou, na kterou se vědci soustředili, bylo, jak vlastně povrchy vypadají, jak zjistit jejich atomární strukturu a jak experimentálně a teoreticky vyřešit tyto problémy. Na to už dnes existují dobře definované postupy. V současnosti se tento obor člení na několik větví, z nichž některé jsou hodně aplikované.

Povrchy jsou klíčovým prvkem řady aplikací, například v elektronice. S tím, jak se elektronika zmenšuje, ubývá objemového materiálu a většinu zařízení už tvoří právě jenom povrchy, tedy de facto elektronické vlastnosti. Vývoj nových elektronických prvků a součástek představuje tedy jednu z hlavních motivací výzkumu. Ta další souvisí s přechodem od fosilních k obnovitelným zdrojům paliv. V současnosti hledáme nové technologie a způsoby, jak pracovat s palivy, kde hraje důležitou roli katalýza. Nejefektivnější je tzv. heterogenní katalýza, která probíhá na povrchu. A nás zajímá, jak molekuly na povrchu adsorbují a jak taková reakce vlastně probíhá.

Čím vás tento obor oslovil?

Oslovila mě především mikroskopie s atomárním rozlišením. Díky této metodě mohu pozorovat jednotlivé atomy i elektrony a také s nimi manipulovat – přidávat nebo odebírat elektrony a studovat, co se s látkou děje. Člověk si v podstatě hraje, ale zároveň dělá seriózní výzkum na samé hraně současných možností.

Vyžaduje takový výzkum nějaké speciální podmínky?

Základní, a také nejsložitější podmínkou je mít čistý povrch. Jedině tak můžeme sledovat, jaké jsou na povrchu atomy a chemické prvky. Čistoty dosahujeme pomocí ultra vysokého vakua. V takovém prostředí panuje nízký tlak a také tam nejsou molekuly, které by si mohly sedat na povrch a znečistit ho. Druhou výzvou v našem oboru pak je, jak takový experiment porovnat s aplikacemi, které probíhají ve vysokém tlaku, tzn. v atmosférických podmínkách nebo v kapalině.

Co všechno dokážete o daném materiálu zjistit?

Dokážeme zjistit atomární a elektronovou strukturu materiálu. Materiály, které mě zajímají, jsou tzv. perovskity a speciálně perovskity, které jsou feroelektrické anebo mají blízko k feroelektrickému stavu. Možná jste už někdy slyšela o feromagnetických materiálech, které se mohou spontánně polarizovat a vykazují nějaké magnetické pole. Feroelektrické materiály se chovají stejně, akorát se uvnitř nich tvoří elektrické pole. A právě to je na nich zajímavé. Takové materiály dokáží generovat fotonapětí, resp. dát nosičům náboje dostatečně dlouhý čas na to, aby mohly způsobit chemickou reakci a vygenerovat něco, co se dá použít jako palivo. Naším úkolem je zjistit, jak takový proces přesně funguje a proč některé materiály vykazují lepší fotoelektrické vlastnosti než ty ostatní.

V loňském roce jste pro svůj výzkum získal hned dva granty: univerzitní grant PRIMUS, určený pro mladé vědce vracející se z ciziny, a grant EXPRO od Grantové agentury ČR. Jaké možnosti se vám tím otevřely?

Umožnilo mi to především pořídit nové experimentální vybavení a také najmout tým lidí, kteří se mnou výzkum budou dělat. Získal jsem nezávislost, kdy si mohu sám určovat, co budu zkoumat. Univerzitní grant PRIMUS je geniální také proto, že tyhle institucionální peníze z něj jsou napsané na vás, což je důležité i pro životopis. Navíc univerzita poskytuje obrovskou volnost v tom, jak peníze můžete využít.

Větší svoboda znamená také větší zodpovědnost. Jak moc náročné je vést vlastní výzkum a výzkumnou skupinu? Jaké předpoklady by člověk měl mít?

V tomhle směru jsem dostal dost systematickou výchovu ve Vídni. Tam jsem začínal jako postdok, pak jsem získal pozici asistenta profesora, což je pozice, kde si člověk má budovat svou vlastní skupinu a hodně pracovat se studenty. Moje šéfová mě poměrně důkladně připravovala na to, abych dokázal založit a vést vlastní skupinu.

Pokud jde o samotný výzkum, nejdůležitější je mít dobré nápady, které někam povedou, a pak přesvědčit komisi nezávislých odborníků, aby vám dali peníze. Pak je tu ještě technická stránka věci. Člověk musí mít schopnosti zařídit, aby experimentální zařízení fungovalo a abychom se nějak efektivně posouvali dopředu.

Na Technische Universität Wien jste strávil osm let. Co vás tam přivedlo?

Po doktorátu jsem hledal místo v zahraničí a zaujala mě paní profesorka Ulrike Diebold, která na TU Wien působí. Ona strávila většinu kariéry ve Spojených státech, kde dělala hodně zajímavý výzkum na nanomateriálech. Věnuje se sice základnímu výzkumu, ten má ale vždy hodně blízko k důležitým aplikacím. Vždy když se někde v aplikaci naskytne problém, nějaká velká bariéra, přijde Ulrike a snaží se ho vyřešit. Tohle mě zaujalo, takže jsem požádal o pozici u ní a dostal jsem jí.

Liší se od sebe hodně rakouské a české vědecké prostředí?

Řekl bych, že Česko velmi rychle dohání vyspělejší západní země. Většina zemí dnes v oblasti vědy kopíruje systém Spojených států. Rakousko v tom začalo dřív, a je proto trochu napřed. Už teď však u nás můžeme pozorovat pokroky například v oblasti financování vědy, což je dobře, protože od toho se odvíjí vše ostatní.

Jak vás na působení v zahraničí připravil Matfyz?

Po „technické“ stránce jsem měl znalosti excelentní. Po prvním roce mi Ulrike řekla: „Co se týká fyziky, už tě nemůžu nic naučit, ale můžu tě naučit všechno ostatní.“ Šlo především o to, jak vést projekty a psát odborné články. Ve skupině, kde jsem působil, bylo běžné, že studentské diplomové práce kvalitou odpovídaly spíše našemu doktorátu. Na druhou stranu je potřeba říct, že jde o poměrně elitní skupinu i na rakouské poměry.

Je podle vás zahraniční zkušenost důležitá?

To jednoznačně, bez toho to ve vědecké profesi nejde. Po dokončení doktorátu musíte někam vyjet minimálně na rok. Pokud tuhle zkušenost nemáte, máte problém dosáhnout na granty a posouvat se dál na kariérním žebříčku.

Co dalšího je důležité pro úspěch ve vědě?

Člověk musí být inteligentní, pracovitý a také musí mít štěstí. Pokud se chcete dostat dál, například výše než na úroveň postdoka, záleží také hodně na vašich komunikačních dovednostech a schopnosti vycházet s lidmi.

Blíží se prázdniny. Už víte, jak je strávíte?

Těm se snažím vyhnout. Slovo „prázdniny“ slyším nerad. Akademici sice mají osm týdnů dovolené, ale pokud chce člověk tuhle práci dělat pořádně, prázdnin si moc neužije. Ale žena mi už naplánovala dva týdny dovolené, jeden v červenci a druhý v srpnu…


Mohlo by vás také zajímat:

Miroslava Lorencová: Když je nejhůř, tak píšu
Petr Hadrava: Kromě dobrých přístrojů jsou potřeba i dobré nápady
Jan Hubička: Spousta nápadů vznikne u piva

doc. Mgr. Martin Setvín, Ph.D. (* 1982)

Vystudoval fyziku na MFF UK. V rámci doktorského studia působil na Fyzikálním ústavu AV ČR a absolvoval roční výzkumný pobyt na National Institute for Materials Science v japonské Tsukubě. Posledních osm let strávil na TU Wien, kde byl členem Surface Physics Group profesorky Ulrike Diebold. Na vídeňské technické univerzitě se také v roce 2018 habilitoval. Od června loňské roku působí na Katedře fyziky povrchů a plazmatu MFF UK. V rámci studia povrchů se zaměřuje na techniky, jako je skenovací tunelová mikroskopie (STM) a mikroskopie atomární sil (AFM). Je spoluautorem téměř pěti desítek prací v odborných časopisech, mj. také dvou studií, které letos v dubnu zveřejnil prestižní časopis Nature a internetový magazín Nature Reviews Materials. Je držitelem grantů GAUK PRIMUS a GAČR EXPRO. Pod jeho vedením nyní na Matfyzu vzniká nová vědecká skupina a laboratoř. Je ženatý, má dvě děti.