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

Granty

  • Ferromagnetyczne warstwy z lateralną modyfikacją oddziaływania Dzyaloshinskii-Moriya dla zastosowań w urządzeniach spintronicznych i magnonicznych

    OPUS 17 nr 2019/33/B/ST5/02013, finansowane przez NCN (PB 3.30)
    Kierownik: dr hab. inż. Piotr Kuświk
    Czas trwania: 25.02.2020 r. - 24.02.2023 r.

  • Wykorzystanie domen typu skyrmion do sterowania ruchem superparamagnetycznych cząstek tworzących wodną zawiesinę

    NAWA na wymianę bilateralną naukowców pomiędzy Rzeczpospolitą Polską a Republiką Federalną Niemiec nr PPN/BDE/2019/1/00014/U/00001
    Kierownik: dr hab. inż. Piotr Kuświk
    Czas trwania: 01.01.2020 r. - 31.12.2021 r.

  • Sztuczne i stopowe warstwy ferrimagnetyczne do zastosowań spintronicznych

    PRELUDIUM 16 nr 2018/31/N/ST5/01810, finansowane przez NCN (PB 3.28)
    Kierownik: mgr inż. Łukasz Frąckowiak
    Czas trwania: 01.08.2019 r. - 31.07.2022 r.

  • Wytwarzanie i charakteryzacja cienkich warstw granatu itrowo-żelazowego na elektrodach przewodzących

    PRELUDIUM 16 nr 2018/31/N/ST5/03433, finansowane przez NCN (PB 3.27)
    Kierownik: mgr Adam Krysztofik
    Czas trwania: 01.08.2019 r. - Termin zakończenia:  31.07.2022 r.

  • Tłumienie i wzmacnianie fal spinowych poprzez prąd spolaryzowany spinowo w strukturach magnetoelektrycznych

    SONATINA 2 nr 2018/28/C/ST3/00052, finansowane przez NCN (PB 3.26)
    Kierownik: dr Piotr Graczyk
    Czas trwania: 05.11.2018 r. - 04.11.2021 r.
  • Wpływ efektu sąsiedztwa i absorpcji wodoru na międzywarstwowe sprzężenie wymienne w strukturach warstwowych V/Fe i Nb/Fe

    DIAMENTOWY GRANT nr DI2016 011946, finansowane przez MNiSW (PB 3.25)
    Kierownik: Mateusz Wachowiak
    Czas trwania: 07.09.2017 r. - 06.09.2021 r.
  • Wpływ oddziaływania typu „Exchange bias” na anizotropię prostopadłą warstwy ferromagnetyka w układach ferromagnetyk/antyferromagnetyk (ferrimagnetyk)

    SONATA BIS 5 nr 2015/18/E/ST3/00557, finansowane przez NCN (PB 3.23)
    Kierownik: dr inż. Piotr Kuświk
    Czas trwania: 27.04.2016 r. - 26.04.2020 r.

Zakończone granty

  • Badania segregacji powierzchniowej i pasma walencyjnego XPS cienkowarstwowych stopów nanokrystalicznych odwracalnie absorbujących wodór

    DIAMENTOWY GRANT nr DI2014 010344, finansowane przez MNiSW (PB 3.22)
    Kierownik: mgr inż. Sebastian Pacanowski
    Czas trwania:   01.09.2015 r. - 31.08.2019 r.
  • MagIC - Magnonics, Interactions and Complexity: a multifunctional aspects of spin wave dynamics

    projekt nr 64434 Marie Skłodowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange (RISE), finansowy ze środków UE HORIZON 2020 H2020-MSCA-RISE-2014
    Kierownik: prof. dr hab. Janusz Dubowik
    Czas trwania: 01.02.2015 r. - 01.02.2019 r.

  • Ferromagnetyczne materiały dla kontrolowanego pozycjonowania ścian domenowych.

    2013/08/M/ST3/00960 HARMONIA-4
    DEC-2013/08/M/ST3/00960
    Kierownik: dr hab. Maciej Urbaniak
    Czas trwania: 28.08.2013-27.08.2016

Skład

Kierownik zespołu

Obecny skład zespołu

Badania



Cele badawcze

Badania mają zarówno charakter poznawczy jak i aplikacyjny. Obliczenia ab initio prowadzone dla związków międzymetalicznych typu 4f-3d oraz 5f-3d koncentrują się na określeniu: struktury elektronowej, właściwości optycznych, magnetycznych i ferroelektrycznych oraz termodynamicznych. Zainteresowaniem cieszą się również charakterystyki prądowo-napięciowe i spintroniczne układów mezoskopowych o różnych wymiarowościach (kwantowe druty, kontakty i kropki kwantowe). Badane są m.in. silne korelacje elektronowe, elektryczna kontrola spinowych stopni swobody układu, możliwości splątania elektronów oraz pojawianie się stanów Majorany. Własności te są kluczowe z punktu widzenia potencjalnych zastosowań w komputerach kwantowych.

Profil badawczy

Badania teoretyczne zjawisk kooperatywnych w ciele stałym w oparciu o rozważania modelowe jak i o nowoczesne podejście obliczeń ab initio. Stosowany jest formalizm równowagowych jak i nierównowagowych funkcji Greena w różnych przybliżeniach, uwzględniających silne korelacje elektronowe, wspierany przez realistyczne metody numeryczne. Pozwala to na kompleksowe badania ciała stałego począwszy od przewidywania struktury krystalicznej i elektronowej, poprzez własności termodynamiczne i nierównowagowy transport elektronowy, a skończywszy na efektach splątania i pojawiania się stanów fermionowych o nie-abelowej statystyce. Posiadane wieloprocesorowe serwery umożliwiają obliczenia w sposób zrównoleglony.

Programy badawcze

  • Projekt NCN - Transport elektronowy, dynamika spinowa i ładunkowa w nanostrukturach (2013-2016), kierownik - prof. B.R. Bułka
  • Projekt NCN - Wpływ domieszkowania metalami 3d oraz ziemiami rzadkimi na strukturę elektronową, właściwości magnetyczne, ferroelektryczne oraz optyczne wybranych multiferroików - obliczenia z pierwszych zasad (2011-2015), kierownik - prof. A. Jezierski
  • Projekt OPUS 11 - Nierównowagowa Termodynamika Elektronów w Układach Kropek Kwantowych (2017-2020), kierownik - prof. dr hab. Bogdan Bułka
  • Projekt PRELUDIUM-14 - Fluktuacje prądowe i spinowe w układach kropek kwantowych (2018-2020), kierownik - mgr inż. Krzysztof Ptaszyński
  • Projekt SONATA 11 - Wpływ domieszkowania i ciśnienia hydrostatycznego na wybrane właściwości tlenków o strukturze perowskitu - obliczenia z pierwszych zasad (2017-2020), kierownik - dr inż. Jakub Kaczkowski
  • Projekt ETIUDA 6 - Nierównowagowa fizyka statystyczna układów kropek kwantowych: fluktuacje prądowe i termodynamika przepływu informacji (2018-2019), kierownik - mgr inż. Krzysztof Ptaszyński
  • Nanostruktury warstwowe do zastosowań w spintronice oraz jako magnesy trwałe, kierownik - dr inż. Mirosław Werwiński
  • Projekt Homing - Wpływ nieporządku chemicznego na własności wybranych magnesów trwałych niezawierających pierwiastków ziem rzadkich (2017-2019), kierownik - dr inż. Mirosław Werwiński

Osiągnięcia naukowe

  • Zaproponowano nowe rozwiązanie kubitu spinowego opartego na trzech kropkach kwantowych. Wykorzystując zmianę symetrii tej sztucznej, trójkątnej molekuły pokazano jak można przygotować stan kubitu, przeprowadzić (jednokubitowe) operacje logiczne oraz odczytać jego końcowy stan. Wszystkie operacje na tym spinowym kubicie wykonywane są elektrycznie, a zatem kompatybilnie do tradycyjnych operacji na elektronicznych układach półprzewodnikowych. Najważniejszym wynikiem badań jest zaproponowanie nowego sposobu odczytu stanów kubitowych poprzez pomiar prądów w reżimie blokady dubletowej [J. Łuczak, B.R. Bułka, Phys. Rev. B 90, 165427 (2014)]
  • Zbadano rozkład gęstości spinowej i ładunkowej w komórce elementarnej UCuSb2. Oddziaływanie elektronów 5f uranu z elektronami przewodnictwa często są niedokładnie opisane ze względu na dużą rolę oddziaływań korelacyjnych. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych metod obliczeniowych typu ab initio udało się odtworzyć zmierzone widma fotoemisyjne w zakresie promieniowania rentgenowskiego i wygenerować przestrzenny rozkład poszczególnych płatów powierzchni Fermiego [M. Werwiński et al., Comp. Mat. Sci. 81, 402 (2014)]
  • W ramach teorii funkcjonału gęstości (DFT), posługując się przybliżeniem PAW (Projected Augmented-Wave), została zoptymalizowana struktura krystalograficzna i zbadana struktura elektronowa benzimidazolu. Obliczenia z pierwszych zasad pozwoliły na wyznaczenie teoretycznego widma NMR dla atomów węgla 13C. Otrzymano bardzo dobrą zgodność wyniku teoretycznego z eksperymentalnym widmem NMR dla benzimidazolu. Dzięki teoretycznemu wynikowi M. Pugaczowej-Michalskiej można było dokładnie ustalić źródło poszczególnych linii rezonansowych zarejestrowanych w widmie NMR. [K. Pogorzelec-Glaser et al., CrystEngComm 15, 1950 (2013)]
  • Opis i wyjaśnienie zmiany znaku tunelowego magnetooporu kropki kwantowej połączonej ze spinowo spolaryzowanymi elektrodami, gdy zmienia się napięcie bramki. Pokazano, że anomalie magnetooporu mogą mieć swoje źródło zarówno w oddziaływaniach jednocząstkowych jak i wielocząstkowych elektronów na kropce, a otrzymane przewidywania tłumaczą wyniki eksperymentalne. [P. Stefański, Phys. Rev. B 79, 085312 (2009)]
  • Zbadano właściwości elektronowe i ferroelektryczne multiferroika BiFeO3 domieszkowanego pierwiastkami ziem rzadkich. Pokazano, że pojedynczy atom pierwiastka ziemi rzadkiej prowadzi do obniżenia spontanicznej polaryzacji ferroelektrycznej. Ponadto wyznaczono strukturę elektronową i dynamikę sieci BiGaO3 z wykorzystaniem potencjałów hybrydowych oraz określono strukturę elektronową nowych nadprzewodników niecentrosymetrycznych CaPtSi3 oraz CaIrSi3 [J. Kaczkowski, A. Jezierski, J. Alloys Compd. 509, 6142 (2011)]
 
 

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

Podkategorie