Zakłady według daty modyfikacji

Wyposażenie

  • Sample preparation
    • Magnetron sputtering
    • Ion-beam sputtering
    • Pulsed laser deposition
    • Electron-beam lithography
  • Structural and chemical characterization
    • SEM – Scanning Electron Microscopy
    • XRR – X-ray Reflectometry
    • XRD – X-ray Diffraction
    • LEED, RHED (Low Energy Electron Diffraction, High Energy Electron Diffraction)
    • XRF – X-ray Fluorescence
    • XPS and AES spectroscopy
    • Profilometer (measurements of thin films thickness)
  • Static magnetic measurements
    • VSM – Vibrating Sample Magnetometer
    • GMR – Giant Magneto Resistance
    • P-MOKE Magnetometer
    • P-MOKE Microscopy
  • Dynamic magnetic measurements
    • VNA-FMR – Vector Network Analyzer – Ferromagnetic Resonance
    • FMR – Ferromagnetic Resonance
    • PIMM – Pulsed Inductive Microwave Magnetometer
  • High vacuum and electrochemical equipment for hydrogen absorption/desorption with optical or electrical monitoring
  • Prezentacja wyposażenia

AparaturaAparatura

 

Laboratorium UHV wyposażone w zespół komór o średnim ciśnieniu bazowym 5x10-9 mbar (PREVAC), pozwalających na preparatykę ultracienkich warstw i nanostruktur metodami PVD (naparowania EBV oraz termiczne), a także ich późniejszą kompleksową analizę powierzchniową (struktury krystalograficznej –LEED, RHEED; i elektronowej) z wykorzystaniem mikroskopii i spektroskopii skaningowej (home-made SPM) oraz rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów (XPS- VG Scienta).

Laboratorium UHV

Współpraca

  • Technische Universität Dresden, Niemcy
  • University of Twente, Holandia
  • Max Planck Institute for Solid State Research, Stuttgart, Niemcy
  • CNRS-Thales, Orsay, Francja
  • Insitut for Theoretical Physics, RWTH, Aachen, Niemcy
  • Universität Regensburg, Regensburg, Niemcy

Wyposażenie

Wyposażenie, aparatura badawcza

  • Powlekacz obrotowy Laurell W5-650MZ-23NPPB,

  • Przystawka ATR do spektrometru Bruker Equinox 55,

  • Spektrometr FT-IR Bruker Equinox 55 (FIR, IR, NIR) wyposażony w mikroskop Bruker Hyperion 1000 umożliwiający pomiary próbek mikroskopowych w świetle spolaryzowanym w trybach odbiciowym i transmisyjnym,

  • Spektrometr ramanowski Labram HR HORIBA Jobin Yvon wyposażony w laser He‑Ne (λ = 633 nm), przestajalny laser argonowy Stabilite 2017 (454 ≤ λ ≤ 514 nm) oraz w laser półprzewodnikowy Innovative Fotonic Solutions (λ = 785 nm),

  • Spektrofotometr VIS-UV Hitachi U-2900,

  • Spektrofluorymetr Hitachi F-7000,

  • Aparatura do badań przewodnictwa stałoprądowego oraz siły termoelektrycznej (home made),

  • Układ do badań temperaturowych widm IR i Ramana oraz przewodnictwa stałoprądowego (10 – 600 K).

Granty

Diamentowy Grant VI edycja

Analiza właściwości fizykochemicznych nowych przewodników protonowych pochodnych kwasów dikarboksylowych.
nr DI2016 015846 (PB 12-28) 30.08.2017-29.08.202020
mgr inż. Sylwia Zięba

Projekt Iuventus Plus, IV edycja

Synteza i właściwości fotoelektrochemiczne nowych układów hybrydowych tlenku grafemu z modyfikatorami organicznymi dla zastosowań w optoelektronice molekularnej.
nr IP2014 025673(PB 12.26) 19.03.2015-18.03.2017
dr inż.  Kornelia Lewandowska

OPUS-9

Wytwarzanie i właściwości optoelektroniczne kompozytów na bazie tlenku grafenu.
liderem projektu jest Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
nr 2015/17/ST8/01783 (PB 12.27) 13.03.2016-12.04.2019
dr inż. 
Kornelia Lewandowska

Badania



Kierownik zespołu: prof. dr hab. Roman Świetlik

Cele badawcze

Badania struktury elektronowej niskowymiarowych przewodników organicznych oraz jej modyfikacji wywołanych przemianami fazowymi (głównie przejścia typu metal-izolator), zjawisk uporządkowania ładunkowego i fluktuacji rozkładu ładunku, oraz sprzężeń elektronów z drganiami wewnętrznymi molekuł. Badania organicznych przewodników protonowych: dynamika protonów w mostkach wodorowych, sprzężenia elektronów i protonów z fononami, natura przemian fazowych indukowanych temperaturą oraz ciśnieniem. Badania materiałów węglowych, w tym głównie tlenku grafenu modyfikowanego różnymi molekułami, które mogą znaleźć potencjalne zastosowanie w optoelektronice i fotowoltaice.

Profil badawczy

Wykorzystując metody spektroskopii optycznej (zakres FIR-IR-NIR-Vis) oraz spektroskopię rozproszenia Ramana, prowadzone są badania widm oscylacyjnych i elektronowych przewodzących soli z przeniesieniem ładunku, przewodników protonowych i modyfikowanych tlenków grafenu. W wielu przypadkach wykonywane są również pomiary widm fluorescencji. Badania eksperymentalne uzupełniane są obliczeniami za pomocą metod teoretycznych chemii kwantowej (metody DFT).

Programy badawcze

  • Projekt NCN - Wytwarzanie i właściwości optoelektroniczne kompozytów na bazie tlenku grafenu (2015 - 2019),
    lider - AGH, koordynator - dr. inż. K. Lewandowska
  • Projekt MNiSW - Synteza i właściwości fotoelektrochemiczne nowych układów hybrydowych tlenku grafenu z modyfikatorami organicznymi dla zastosowań w optoelektronice molekularnej (2015-2017),
    kierownik - dr. inż. K. Lewandowska
  • Projekt NCN - Badania metodami spektroskopii IR i Ramana roli wiązania wodorowego i halogenowego w formowaniu stanu izolatora Motta w niskowymiarowych przewodnikach organicznych utworzonych przez pochodne TTF (tetratiofulwalen) (2012-2015),
    kierownik - prof. R. Świetlik (grant HARMONIA - współpraca z Francją)
  • Projekt promotorski MNiSW - Efekt wiązania chemicznego w wybranych układach typu fuleren-chromofor organiczny (2010-2011),
    kierownik - prof. A. Graja (doktorantka - mgr B. Laskowska)
  • Projekt MNiSW - Widma w podczerwieni i Ramana nowych magnetycznych i/lub przewodzących organicznych soli z przeniesieniem ładunku (2009-2012),
    kierownik - prof. R. Świetlik (projekt POLONIUM - współpraca z Francją)
  • Projekt MNiSW - Nowe, organiczne układy fotoaktywne - struktura molekularna i elektronowa, wzbudzenia optyczne, dynamika (2008-2011),
    kierownik - prof. A. Graja
  • Projekt MNiSW - Magnetyczne sole z przeniesieniem ładunku utworzone przez organometaliczne kompleksy ditiolenów - badania własności spektroskopowych (2008-2010),
    kierownik - prof. R. Świetlik

Osiągnięcia naukowe

  • Przeprowadzono syntezę nowego przewodnika protonowego (szczawian pirazolu) i zbadano jego przewodnictwo protonowe, własności termiczne oraz widma optyczne. Okryto, że wraz ze wzrostem temperatury występują mięknięcie sieci, które skutkuje przejściem fazowym typu porządek-nieporządek. W wyniku  przemiany  obserwuje sie wzrost przewodnictwa elektrycznego, który związany jest z wymiarowością układu wiązań wodorowych
    [M. Widelicka et al., PhysChemChemPhys 19, 25653 (2017)]
  • Aby wyjaśnić mechanizm przejścia fazowego metal-izolator w przewodniku organicznym (rac-DM-EDT-TTF)2PF6  z chiralnymi molekułami donora (TMI=110 K), przeprowadzono badania widm odbiciowych w podczerwieni oraz widm Ramana. Na podstawie poszerzenia wrażliwego na ładunek pasma oscylacyjnego ν2 molekuły donora DM-EDT-TTF obserwowanego w widmach Ramana poniżej 110 K, zaproponowano mechanizm uwzględniający koegzystencję stanu dimerowego Motta oraz fluktuacji ładunku w niskiej temperaturze.
    [I. Olejniczak et al., J. Phys. Chem. C 121, 21975 (2017)]
  • Za pomocą spektroskopii rozproszenia Ramana przeprowadzono badania zjawiska uporządkowania ładunkowego w kryształach jednowymiarowych przewodników organicznych (TMTTF)2X (X=SbF6, AsF6, PF6), którego konsekwencją  jest stan tzw. ferroelektryka elektronowego. W fazie ferroelektrycznej zaobserwowano trzy pasma 503, 507, 526 cm-1, odpowiadające symetrycznemu drganiu rozciągającemu pierścieni rdzenia TTF, które zostały przyporządkowanie molekułom TMTTF posiadającym odpowiednio ładunki 0, +0.5, +1e.  Pasma TMTTF z ładunkiem +0.5e odpowiadają domenom ferroelektrycznym, natomiast pasma molekuł neutralnych i całkowicie zjonizowanych pochodzą od ścian domenowych.
    [R. Świetlik et al., Phys. Rev. B 95, 085205 (2017)].
  • Zbadano widma w podczerwieni i Ramana  kompleksu z przeniesieniem ładunku (EDT-TTF-I2)2TCNQF, w którym zachodzi indukowane temperaturą przejście od fazy neutralnej do fazy jonowej. Temperaturowe zależność pasm oscylacyjnych, zarówno donora EDT-TTF-I2 jak i akceptora TCNQF, pokazują, że średnie przeniesienie ładunku zmienia się od wartości bliskiej zeru w temperaturze pokojowej do wartości 1e w T= 8 K. Zaproponowany został  schemat przemiany w kompleksie o stechiometrii 2:1.
    [A. Frąckowiak et al., J. Chem. Phys. C 120, 23740 (2016)]
  • Opisano metodę „dostrajania” właściwości elektronicznych w materiałach zsyntezowanych na bazie fulerenu C60. Pokazano, że dodanie różnej ilości pierścieni tiofenowych wpływa na podstawowe właściwości fotoelektrochemiczne układu, takie jak położenie poziomu energii Fermiego, czy wartość pracy wyjścia. Badania eksperymentalne uzupełnione obliczeniami kwantowo-mechanicznymi pozwoliły na pełen opis struktury energetycznej badanych układów. Analiza pokazała, że nie tylko zmianie ulegają położenia pasm energetycznych, szczególnie poziomu HOMO, wynikające z przyłączenia do molekuły C60 tiofenu, mającego w tym układzie właściwości donorowe, ale również zmiana ta obejmuje rozkład gęstości elektronowej i wiąże się z powstaniem  dodatkowego potencjału elektrostatycznego.
    [K. Lewandowska et al., Appl. Phys. Lett. 106, 041602 (2015)]
  • Odkrycie międzywarstwowego uporządkowania ładunkowego w organicznym metalu (tTTF-I)2ClO4 zawierającym dwie nierównoważne warstwy donorów. Badania widm rozproszenia Ramana pokazały, że w temperaturze pokojowej rozkład ładunku w przewodzących warstwach tTTF-I jest nierównomierny, a w niskich temperaturach staje się równomierny. Ten unikatowy efekt jest konsekwencją częściowego przeniesienia ładunku między warstwami o różnej strukturze elektronowej.
    [K.-S. Shin et al., Dalton Trans. 43, 5280 (2014)]
  • Zbadanie procesów elektronowych w quasi-jednowymiarowych przewodnikach organicznych z jednorodnymi kolumnami molekuł: (DMtTTF)2X (X=ReO4, ClO4).
    [D. Jankowski et al., J. Raman Spectrosc. 44, 1765 (2013)]
  • Przeprowadzenie badań natury przejścia fazowego ze stanu izolatora Motta do fazy z uporządkowaniem ładunkowym w izostrukturalnych paramagnetycznych półprzewodnikach organicznych K-(BEDT-TTF)4[M(CN)6][N(C2H5)4]•2H2O (M = CoIII, FeIII).
    [A. Łapiński et al., J. Phys. Chem. A 117, 5241 (2013)]
  • Zbadanie fluktuacji rozkładu ładunku w paramagnetycznych przewodnikach i nadprzewodnikach organicznych o ogólnym wzorze (BEDT-TTF)4H3O[FeIII(C2O4)3]•G (G - rozpuszczalnik).
    [I. Olejniczak et al., ChemPhysChem 14, 3925 (2013)]
  • Za pomocą metod spektroskopii w podczerwieni odkryto przejście z fazy neutralnej do fazy jonowej w krysztale (EDT-TTF-I2)2TCNQF.
    [J. Lieffrig et al., Chem. Eur. J. 19, 14804 (2013)]
  • Spektroskopowe badania cienkich warstw utworzonych przez diady fuleren-korol oraz określenie orientacji molekuł względem podłoża.
    [K. Lewandowska et al., Optical Mater. 34, 1729 (2012)]
  • Zbadanie procesów elektronowych w quasi-jednowymiarowych przewodnikach organicznych z jednorodnymi kolumnami molekuł: (o-DMTTF)2X (X = Br, I).
    [D. Jankowski et al., J. Raman Spectrosc. 42, 1518 (2011)]
  • Omówienie fizycznych podstaw procesów transferu energii i wzbudzeń w molekularnych układach organicznych, stosowanych w bateriach słonecznych i innych urządzeniach, ze szczególnym uwzględnieniem fulerenów i barwników organicznych, oraz przedstawienie wizji rozwoju fotowoltaiki organicznej.
    [D. Wróbel, A. Graja, Coord. Chem. Rev. 255, 2555 (2011)]
  • Zbadanie wpływu deformacji kompleksu Cp2W(dmit) w paramagnetycznych solach [Cp2W(dmit)]X (X = BF4, PF6, Br , [Au(CN)2]) na widma w podczerwieni i Ramana.
    [E.W. Reinheimer et al., Inorg. Chem. 49, 9777 (2010)]
 
 

Podkategorie