Profil badawczy

10Działalność naukowa grupy badawczej Nanostruktury i Nanourządzenia związana jest z projektowaniem, wytwarzaniem i charakteryzacją struktur w skali nano. Zainteresowania badawcze grupy Nanostruktury i Nanourządzenia związane są z problemami fizycznymi takimi jak: struktura elektronowa fotokatalitycznych półprzewodników, mechanizm rekombinacji nośników ładunku powstających w wyniku absorpcji światła w półprzewodnikach, samoorganizacja nanocząstek materiałów o właściwościach magnetyczno-optycznych i plazmonicznych, efekty rozmiarowe w nanostrukturach oraz efekty powierzchniowe zjawisk spintronicznych, magnetyzm w układach o obniżonej wymiarowości i wiele innych.

 

Nanostruktury wytarzane są metodami próżniowymi takimi jak: rozpylanie magnetronowe, osadzanie za pomocą lasera impulsowego (Pulsed Laser Deposition, PLD), technika kondensacji w obecności gazu obojętnego (Inert Gas Condensation, IGC) jak i osadzeniem elektrochemicznym. Otrzymane nanomateriały mogą być później nanostrukturyzowane w pomieszczeniach czystych (tzw. clean room) za pomocą litografii optycznej i elektronowej.

Działalność grupy koncentruje się wokół rozwoju technologii otrzymywania nanostruktur na bazie tlenków metali i chalkogenków metali przejściowych dla fotokatalizy, bifunkcyjnej katalizy oraz sensorów gazu, elementów magnetycznych komórek pamięci, nanostruktur logiki spinowej, mikro i nanoczujników magnetycznych, multiferroicznych złącz tunelowych, a także wytwarzaniem jednowymiarowych nanostruktur półprzewodnikowych do zastosowań w elektronice, elektrokatalizie i układach termoelektrycznych.

Kompetencje

  • Wytwarzanie nanocząstek metali i nanocząstek tlenków metali o ściśle ustalonym rozmiarze i gęstości upakowania metodą magnetronowego rozpylania jonowego w połączeniu z techniką IGC.

  • Wytwarzanie nanocząstek z cienkowarstwową otoczką z innego metalu lub tlenku metalu (tzw. core/shell nanoparticles).

  • Otrzymywanie wieloskładnikowych cienkich warstw oraz struktur wielowarstwowych metali i związków metali o zdefiniowanej grubości i składzie chemicznym metodą rozpylania magnetronowego.

  • Wytwarzanie cienkich warstw lub układów wielowarstwowych z materiałów ceramicznych, polimerowych lub kompozytowych o ściśle zdefiniowanej grubości i składzie chemicznym metodą PLD.

  • Wykonywanie odbiciowej dyfrakcji wysokoenergetycznych elektronów RHEED nakierowane na nieinwazyjne badanie powierzchni podłoża lub monitorowanie in situ wzrostu cienkich warstw.

  • Synteza nanoporowatego tlenku glinu w procesie dwustopniowej anodyzacji w elektrolitach kwasowych. Wytwarzanie matryc o prostej (średnica porów 35-100 nm, długość do 100 μm) lub złożonej (modulowana średnica porów, pory rozgałęzione) geometrii porów.

  • Wytwarzanie nanodrutów metalicznych, półprzewodnikowych, polimerowych i hybrydowych o różnej geometrii w oparciu o elektrochemiczne techniki osadzania.

  • Wytwarzanie porowatych nanodrutów w procesie elektroosadzania połączonego z selektywnym trawieniem.

  • Projektowanie i wytwarzanie nanostruktur o rozmiarach od 10 nm do kilkunastu µm z wykorzystaniem litografii elektronowej.

  • Projektowanie i wytwarzanie elementów mikroelektrod o rozmiarach od 1 µm do kilkunastu mm przy pomocy litografii optycznej.

  • Trawienie cienkich warstw działem argonowym z możliwością analizy jakościowej przy pomocy detektora SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) wraz z profilem głębokościowym.

  • Nanoszenie kontaktów metalicznych (aluminium, złoto na chromie) oraz warstw izolacyjnych Al2O3.

Kierownik

prof. dr hab. inż. Marek Przybylski

Członkowie

dr inż. Katarzyna Hnida

dr inż. Kamila Kollbek

dr inż. Antonii Żywczak

mgr inż. Łukasz Jarosiński

mgr inż. Jakub Pawlak

mgr inż. Grzegorz Szwachta

 

Laboratoria