Lukáš Hrdý

Všechny projekty

Interaktivní simulace STM a FM-AFM

Výuková simulace zpětnovazební smyčky rastrovacího tunelového mikroskopu a mikroskopu atomárních sil, ovládaná posuvníky přímo v prohlížeči.

Kde
Letní studentský projekt KFPP 2026, MFF UK
Vedoucí
doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.
Kdy
09/2026

Simulace zpětnovazební smyčky STM (režim konstantního proudu) a frekvenčně modulovaného AFM (qPlus senzor). Místo úprav kódu se ovládá posuvníky: P / I / PI regulátor, různé povrchy, šum škálovaný z naměřených hodnot, režim konstantního proudu vs. konstantní výšky.

AFM část počítá sílu F(d) a posun frekvence Δf(d) se stabilní větví, rezonanci a fázi, včetně ztráty stability za minimem Δf. Kombinovaný režim STM + AFM s jedním oscilujícím vodivým hrotem.

Python běží přímo v prohlížeči (JupyterLite / Pyodide), rozhraní je česky i anglicky a ke každému parametru je uvedeno, odkud jeho hodnota pochází.

Zjednodušená ilustrace. Plná simulace je v demu.

  • zaznamenaná výška hrotu
  • ideální kontura konstantního proudu
  • I / Iset =
Hrot přejíždí nad atomárním povrchem s ostrůvkem vysokým jeden atom. PI regulátor pohybuje hrotem tak, aby tunelový proud I ∝ exp(−2κ·mezera) zůstal konstantní. S malým zesílením I hrot sleduje povrch líně; velké I s malým P vede k překmitům a kmitání.

Hlavní výsledky

  • Veřejné interaktivní demo běžící v prohlížeči
  • Testy ověřující fyziku i shodu panelů s dávkovými skripty