Zakład Nadprzewodnictwa i Przemian Fazowych

Temat pracy:Absorpcja mikrofalowa

w niejednorodnych nadprzewodnikach

Opiekun:Doc.dr hab. Lidia Piekara-Sady

Dla nadprzewodnika o znanej wielkości ziaren rozproszonego w matrycy nienadprzewodzącej badanie absorpcji mikrofalowej

w funkcji temperatury i mocy mikrofal oraz badanie kształtu pętliJosephsona w zależności od szybkości przemiatania pola magnetycznego i innych parametrów eksperymentalnych

i w różnych temperaturach.

• Materiały nadprzewodzące • Spintronika • Nanostruktury • Przewodniki protonowe

Instytut Fizyki Molekularnej PANZakład Cienkich Warstw

Dlaczego warto u nas prowadzić badania związane z realizacją pracy dyplomowej?

Atrakcyjna tematyka – nanotechnologia, magnetyczne struktury warstwowe.

Kadra – gwarantuje stałą opiekę nad studentami - trzech samodzielnych pracowników naukowych, trzech adiunktów, dwóch doktorantów.

Kompleksowe wyposażenie aparaturowe umożliwia:Wykonanie próbek (cienkie warstwy) techniką rozpylania jonowego w aparaturze ultrawysokiej próżniPomiary strukturalnePomiary magnetyczne i elektryczne

Od kilku lat współpracujemy ze studentami Wydziału Fizyki UAMKarol Załęski (dyplom w 2007 roku) – obecnie doktorant w IFM PANWojciech Malinowski (dyplom w 2007 roku) Sebastian Olejnik (V rok)Michał Kociemba (IV rok), Wojciech Glapka (IV rok), Artur Zasadni (III rok)

Opiekun – Prof. dr hab. Feliks StobieckiProponowany temat: „Magnetyczne nanostruktury wytwarzane z wykorzystaniem

uporządkowanych dwuwymiarowych sieci nanokulek”Kandydat: A. Zasadni

Realizowane badania dotyczyć będą:1. Prac technologicznych polegających na osadzaniu magnetycznych układów warstwowych

na podłożu pokrytym nanokulkami (w obszarach pomiędzy kulkami osadzana warstwa – tworzy regularną sieć nanoobiektów magnetycznych). Dla porównania osadzane będą również warstwy bez masek.

2. Badań struktury wytwarzanych warstw oraz ich własności magnetycznych.Celem badań jest określenie własności magnetycznych warstwowych struktur Au/Co/Au

osadzanych z wykorzystaniem uporządkowanych dwuwymiarowych sieci nanokulek

Wytwarzanie maski

Osadzanie warstwy przez maskę

Struktura warstwy osadzonej przez maskę

maska

Opiekun – doc. dr hab. Janusz DubowikProponowany temat: „Rezonans ferromagnetyczny w cienkich warstwach stopów Heuslera”

Realizowane zadania dotyczyć będą:1. Uruchomieniu gotowego w 90% spektrometru EPR – 33 GHz. Skonstruowanie generatora

pola modulacji 100 kHz. Przygotowanie układu do akwizycji danych.2. Badań własności magnetycznych wybranych struktur cienkowarstwowych.Celem badań jest określenie pól anizotropii cienkich warstw stopów Heuslera w wysokich

polach magnetycznych

!

!

5 10 15

In

te

ns

ivit

y [a

.u

.]

Field [kOe]

7.1 kOe

Opiekun – dr hab. Lesław SmardzProponowany temat: „Struktura elektronowa nanomateriałów typu LaNi5 odwracalnie absorbujących wodór”

Celem pracy jest pomiar pasm walencyjnych materiałów nanokrystalicznych i kompozytów na bazie LaNi5 metodą XPS (X-ray photoelectron spectroscopy – rentgenowska spektroskopia fotoelektronów).

Realizowane badania dotyczyć będą:1. Przygotowania powierzchni, pomiarów i obróbki widm XPS wybranych nanokompozytów

na bazie LaNi5

2. Porównawczych pomiarów XPS cienkich warstw i litych materiałów polikrystalicznych o podobnym składzie chemicznym.

3. Odpowiedniej interpretacji widm XPS w oparciu o rezultaty uzyskane wcześniej dla tej klasy materiałów.

Analizator ↓

Źródło - lampa rtg ↓

1. Opanowanie podstawowych funkcji programu FullProf, służącego do analizy proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej

2. Zastosowanie programu do identyfikacji struktury krystalicznej kilku wybranych związków (również udział w przeprowadzeniu pomiarów dyfrakcji rentgenowskiej i preparatyce próbek)

1. Pomiary wykonywane na najnowszej aparaturze PPMS (Physical Property Measurement System) firmy Quantum Design

2. Celem pracy będzie badanie takich zjawisk jak mieszana walencyjność i efekt Kondo

Praca magisterska (eksperymentalno-obliczeniowa): „Określanie struktur krystalicznych metodą Rietvelda”

Promotor pracy: doc. dr hab. Tomasz Toliński, Główne cele pracy:

Praca magisterska (eksperymentalna): „Przewodnictwo elektryczne i ciepło właściwe w związkach na bazie ceru i iterbu”Promotor pracy: doc. dr hab. Tomasz Toliński

ZAKŁAD STOPÓW MAGNETYCZNYCH

Doc. dr hab. Bogdan Idzikowski (idzi@ifmpan.poznan.pl)

Popularyzacja fizyki: Wykłady otwarte UAM „Unoszenie magnetyczne” http://www.wo.amu.edu.pl/wyklad_07.htm

generator

Ar

cewka indukcyjna

ciekły stop

Cu

taśma amorficzna

Technologia i metody pomiarowe: Wytwarzanie szkieł metalicznych i materiałów

nanokrystalicznych poprzez gwałtowne schładzanie z fazy ciekłej.

Badanie ich własności fizycznych metodami kalorymetrycznymi (DSC), dyfrakcją promieniowania X (XRD) i pomiarami magnetycznymi.

Tematyka badań, rezultaty: związki międzymetaliczne z lantanowcami

Proponowane tematy prac dyplomowych: Zjawiska krytyczne w polikrystalicznych związkach międzymetalicznych

zależne od wielkości ziaren w nanoskali Efekt magnetokaloryczny w ferromagnetykach amorficznych

i nanokrystalicznych Fizyczne podstawy formowania litych stopów amorficznych

450 500 550 600 650 700 750 800

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

10 K/min 20 K/min 30 K/min 40 K/min 50 K/min

heat

flow

[W

/g]

temperature [oC]

DyMn5Ge

5FeAl (x = 1)exo-

heating rate (q):DSC

XRD

materiały granularne: nanotechnologia top down

prof. dr hab. A. Jezierski, prof. dr hab. J.A. Morkowski, doc. dr hab. A. Szajek, dr M. Pugaczowa-Michalskamgr inż. M. Werwiński, mgr inż. J. KaczkowskiM. Hermanowicz

Obliczanie struktury elektronowej z pierwszych zasad (ab-initio)

- Bardzo ważne narzędzie pozwalające scharakteryzować własności ciał stałych, pomocne w interpretacji wielu eksperymentów.

- Metody te oprócz korzyści czysto naukowych kreują korzyści ekonomiczne dzięki odpowiedniemu ukierunkowaniu kosztownych badań eksperymentalnych.

- Pozwalają na prognozowanie własności materiałów, których jeszcze nie zsyntetyzowano. - Stosowane są już nie tylko w „praktyce akademickiej”, ale coraz częściej wykorzystywane są w przemyśle, np. farmaceutycznym bądź chemicznym.

Współpraca:INTiBS PAN WrocławIF PAN WarszawaIF UJ KrakówIF UŚ KatowiceIIM PoznańIFW DresdenFZ JülichTU Wien

Obiekty badań:Związki f-elektronowe (własności elektronowe i magnetyczne)Półprzewodniki (własności elektronowe, badanie powierzchni)Wodorki (własności elektronowe materiałów magazynujących wodór)

Zakład Teorii Ferromagnetyków

Polaryzacja fleksoelektryczna w ciekłych kryształach

Prof. dr hab. Wojciech Kuczyński

)( nnP se )( nn be

-50µ 0 50µ 100µ

0

20

40

60

80

'' =0,3-745566 Y ' =4,68+753927 X

głębokość modulacji światła

prz

en

ika

lno

ść e

lekt

rycz

na

Metoda pomiaru

ZAKŁAD ODDZIAŁYWAŃ MOLEKULARNYCH

ZAKŁAD KRYSZTAŁÓW MOLEKULARNYCH

• Niskowymiarowe przewodniki organiczne, fulereny• Elektronika molekularna• Teoretyczne badania nanostruktur

DONORY AKCEPTORY

Układy dwuwymiarowe

Układy jednowymiarowe

(BEDT-TTF)2+

X-

X = I3-, ClO4

- , PF6-, ReO4

-...

(TMTSF)2PF6

Krystaliczne przewodniki organiczne - spektroskopia w podczerwieni i Ramana prof. dr hab. Roman Świetlik E-mail: swietlik@ifmpan.poznan.pl

• Spektrometr FT-IR Bruker Equinox 55 z mikroskopem Bruker Hyperion 1000 • Spektrometr Ramana Labram HR HORIBA Jobin Yvon z laserem He Ne‑ oraz laserem argonowym Stabilite 2017

Prof. dr hab. Bogdan Bułka

Transport i korelacje elektronowe w molekułach i nanostrukturach

Tematyka badań:

IFM PAN, pok.147, tel. 061-8695-152; e-mail: bulka@ifmpan.poznan.pl; http://www.ifmpan.poznan.pl/~bulka/

Udział w badaniach w projektach europejskich:

w sieci EU Marie Curie Integrated Training Network Fundamentals of Nanoelectronics

w programie ESF EUROCORES Programme Fundamentals of Nanoelectronics

transport elektronowy przez molekuły:współpraca z dr hab. T. Kostyrko (UAM), prof. C. Lambert (Lancaster)

transport przez nanostruktury:współpraca z prof. A. Tagliacozzo (Neapol), prof. J. Barnasiem (UAM)

-0,20 -0,15 -0,10 -0,05 0,00 0,05 0,10 0,15 0,200,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1.51.21.00.90.8

interacting case

T=0U=0.1 eV

G [

e2 /h]

Vg [eV]

=Γ/U

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.50.0

0.5

1.0

1.5

2.0t non-zero; Fano effect

=0 (no CS)=0.5=1

G [

e2/h

]

Vg [eV]

[1] P. Stefański, A. Tagliacozzo, B.R. Bułka, Phys. Rev. Lett. 93, 186805 (2004).[2] P. Stefański, A. Tagliacozzo, B.R. Bułka, Solid St. Commun. 135, 314 (2005).[3] P. Stefański, Phys. Rev. B 77, 125331 (2008).

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.00.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

b

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

-0.25

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00P

R=P

L

PR=0.5P

L

PR=0

PR=-0.5P

L

PR=-P

L

Pn

VG/U

a

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0-0.25

0.00

0.25

0.50

0.75

R up

=0.5L up

R up

=L up

R up

=0.1 L up

Pn

VG/U

nd

ow

n

nu

pV

G/U

[1]

[2]

[3]

Instytut Fizyki Molekularnej PAN, Poznańdr hab. Piotr Stefańskie-mail: piotrs@ifmpan.poznan.pltel: 061 8695 130 (pok. 168)Z-12 (Zakład Kryształów Molekularnych; kierownik : prof. B. Bułka)

Badania teoretyczne kwantowego transportu elektronowego poprzez nanostruktury (kropki kwantowe, nanokontakty) z uwzględnieniem silnych korelacji elektronowych oraz kwantowej interferencji również pod kątem zastosowań spintronicznych [1-3]. 

Przykładowe tematy prac magisterskich:1. „Jedno-elektronowy tranzystor z oddziaływaniem”2. „Efekty interferencyjne w prądzie przez układy kropek kwantowych”3. „Elektryczna kontrola ładunku i spinu w kropce kwantowej”

Od studentów oczekuje się: zamiłowania do pracy w dziedzinie fizyki teoretycznej,podstawowej znajomości jednego z języków programowania (np.. C++, Pascal), podstawowej wiedzy z machaniki kwantowej, oraz entuzjazmu, chęci rozwiązywania nowych problemów.

Temperatura układu jest jedną z najbardziej podstawowych, powszechnie mierzonych wielkości fizycznych. Ale jak ją obliczyć dla zbioru cząsteczek tworzących układ fizyczny, materiał czy substancję? Można to zrobić np., wykorzystując definicję termodynamiczną lub kinetyczną. W ostatnich kilku latach pokazano, że temperaturę możemy również „odczytać” z konfiguracji – ułożeń cząsteczek. Ten zadziwiający sposób „mierzenia” temperatury otwiera zupełnie nowe możliwości analizy układu cząsteczek (inne niż przy tradycyjnym pojmowaniu temperatury). Przedmiotem pracy będzie zapoznanie się z tym nowym pojęciem, zastosowanie go m.in. w metodzie Monte Carlo oraz symulacja prostego zagadnienia fizycznego z temperaturą konfiguracyjną.

Doc. dr hab. Arkadiusz Brańka

TEMAT 2: Termostat konfiguracyjny

T = ?

Czy cząsteczki mogą się przenikać? Standardowa odpowiedź brzmi: nie mogą. W ostatnim okresie pokazano jednak, że w pewnym sensie takie przenikanie jest możliwe. Dotyczy to niektórych nano- i makrocząsteczek np. polimerów gwiaździstych lub mikrożelów. Efektywne oddziaływanie między takimi bardzo miękkimi obiektami jest nietypowe - ma skończoną wartość przy ich przekryciu. Badania układów mogących przenikać się cząsteczek są częścią dziedziny zwanej układami złożonymi lub miękką materią (polimery, koloidy, ciekłe kryształy). Modelowe badania układów takich miękkich (sferycznych) cząsteczek pokazały możliwość tworzenia nowych typów uporządkowań, nowych typów diagramów fazowych (np. fazy klasterowej, przemiany ciecz-ciało stałe-ciecz). Przedmiotem pracy będą różne możliwe uporządkowania w prostym modelu przenikających się cząsteczek.

TEMAT 1: Układ miękkich, przenikających się cząsteczek

ZAKŁAD DYNAMIKI NIELINIOWEJ I SYMULACJI KOMPUTEROWYCH