Seminaria

November ^5th, 2024 at 15:30, seminar on-line (Zoom platform)

Prof. dr hab. Andrzej Wysmołek – speaker

Department of Solid State Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw, Warsaw, Poland

MOVPE growth and applications of hexagonal boron nitride

Hexagonal boron nitride (h-BN) attracted great interest due to its excellent chemical stability, thermal conductivity and vast potential applications in deep-UV optoelectronics or in van der Waals heterostructures. It is clear that the bottleneck for industrial applications of hBN and other 2D materials is the possibility to fabricate high-quality large-area layers. In the first part of my presentation I will address this issue and show results on the growth of epitaxial h-BN on sapphire by metalorganic vapour-phase epitaxy (MOVPE) [1-4], which is currently regarded as one of the most promising growth techniques. I will show that the growth of a 2D material on a conventional substrate at high temperatures followed by a cool down to room temperature will lead to wrinkle formation [1, 5, 6], which can be used to assess the quality of the grown layer. Wrinkle formation is also key to understanding the growth and properties of homoepitaxial boron nitride. [12]. In the second part, I will focus on the properties of h-BN in general and of our epitaxial BN in particular, with a detailed characterization and discussion of the properties. The last part will be dedicated to applications of our MOVPE-grown h-BN ranging from large-area growth of vdW heterostructures [7], spin defects and single photon emitters [3, 8, 9], photonic applications like the growth of Bragg mirrors [10] to hydrogen generation and storage applications [1].

[1] J. Binder et al. Nano Letters 23, 1267−1272 (2023);  [2] M. Tokarczyk et. Al. 2D Materials 10, 025010 (2023); [3] K. P. Korona et al. Nanoscale 15, 9864 (2023); [4] A. K. Dabrowska et al. 2D Materials 8, 015017 (2021); [5] J. Iwanski et al. Nanotechnology 34, 015202 (2023); [6] P. Tatarczak et al. Nanotechnology 35 175703 (2024); [7] K. Ludwiczak et al. ACS Appl. Mater. Interfaces 13, 47904 (2021); [8] M. Koperski et al. Scientific Reports 11:15506 (2021); [9] A. Dabrowska et al. Journal of Luminescence 269, 120486 (2024); [10] A. Ciesielski et al. Nanotechnology 35, 055202 (2023); [11] K. Ludwiczak et al. ACS Applied Materials & Interfaces 16 , 49701 (2024); [12] J. Binder et al. Nano Letters 24 , 6990-6996 (2024)

22.10.2024, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr inż. Piotr Maj

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Atomizacja ultradźwiękowa metali – zjawiska fizyczne w procesie

Atomizacja ultradźwiękowa metali to zaawansowana technologia, której celem jest rozbijanie ciekłych metali na drobne cząstki, znajdujące szerokie zastosowanie w przemyśle, zwłaszcza w produkcji proszków metalicznych. Proces ten opiera się na wykorzystaniu fal akustycznych o wysokiej częstotliwości, które wprowadzają powierzchnię metalu w wibracje, prowadząc do jego fragmentacji. W wystąpieniu omówione zostaną kluczowe zjawiska fizyczne towarzyszące temu procesowi.  Główna część prezentacji skupi się na takich zjawiskach jak generacja fal ultradźwiękowych, niestabilność Rayleigha, kawitacja akustyczna oraz proces chłodzenia i krystalizacji rozproszonych kropli metalu. W ramach omawiania niestabilności Rayleigha omówione zostaną zjawiska prowadzą do powstania dynamicznych struktur na powierzchni cieczy, które są odpowiedzialne za rozpad na drobne cząstki. Zjawisko kawitacji, związane z tworzeniem i implozją pęcherzyków kawitacyjnych, zostanie przedstawione jako dodatkowy mechanizm wspomagający atomizację. Podczas wystąpienia zaprezentowane zostaną praktyczne aspekty związane z atomizacja materiałów Podsumowanie obejmie praktyczne zastosowania atomizacji ultradźwiękowej, takie jak druk 3D i metalurgia proszków, gdzie szczególnie istotna jest kontrola nad rozmiarem i strukturą proszków.

May 21^st, 2024 at 15:30, seminar on-line (Zoom platform)

Dr Piotr Czaja – speaker

Institute of Technology, University of the National Education Commission, Kraków, Poland

Co-authors: E. Szostak, J. Hetmańczyk, P. Zachariasz, D. Majda, J. Suchanicz, M. Karolus, D. Bochenek, K. Osińska, J. Jędryka, A. Kityk, and M. Piasecki

Technology and selected properties of lead-free K_0.5Bi_0.5TiO₃ ceramics

In this talk, I report the influence of the microstructureon the optical and dielectric properties of lead-free bismuth-titanate-potassium K_0.5Bi_0.5TiO₃ (KBT) ceramics. KBT ceramics were synthesized with intentionally changed technology conditions.  The studies of thermal stability and structural and electronic properties of the samples were carried out using SEM/EDS, XRD, DSC techniques, and FT-IR, Raman, and EIS spectroscopy methods.  Quantum calculation based on the density functional theory (DFT) method, allowed us to connect a wide range of physical properties with experimental observables. We demonstrated that the desired KBT dielectric properties can be easily modified with the relevant milling time and sintering. Notably, a meaningful increase in the parameter (almost twice) was noticed in the research. This parameter plays an important role in designing innovative ceramic materials for industrial applications. Undoubtedly, the lead-free K_0.5Bi_0.5TiO₃ ceramics possesses excellent dielectric properties, especially when compared with the PbTiO₃ and Na_0.5Bi_0.5TiO₃ commercial materials. The study revealed that obtained KBT material is characterized by substantial nonlinear-optical properties (NLO), and the second harmonic generation (SHG) intensity depends on the crystallite sizes. Interestingly, we found that SHG appears even at low fundamental beam energy. Therefore, it can be concluded that KBT ceramics generate a fairly intense SHG light corresponding to well-known NLO materials. Due to the stochastic arrangement of crystallites in polycrystalline KBT ceramics, synthesized samples exhibits a bright glow with a 532 nm wavelength, regardless of spatial orientation.

16.03.2024, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr hab. Ewa Przeździecka, prof. IF PAN

Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa, Polska

Inżynieria przerwy wzbronionej w półprzewodnikowych stopach trójskładnikowych wykonanych metodą epitaksji z wiązek molekularnych

Wykonanie stopu trójskładnikowego pozwala często na szeroką modyfikację własności fizycznych kryształu w raz ze zmianą składu. W szczególności możemy tak zaplanować kryształ mieszany/stop, aby zniwelować ograniczenia, które posiadają materiały macierzyste i uzyskać kryształ o dedykowanych własnościach. W podejściu klasycznym binarne półprzewodniki z tej samej rodziny np. MgO i CdO możemy pomieszać tak aby uzyskać trójskładnikowy stop CdMgO. Kontrolując zawartość Mg względem Cd możemy zmieniać przerwę energetyczna stopu od 2.3 eV dla czystego CdO  do 7 eV dla czystego MgO. Ponieważ uzyskiwanie klasycznych stopów typu random wiąże się często z obecnością defektów lub wytraceń, dlatego szukamy innych rozwiązań na uzyskanie kryształu trójskładnikowego. Drugą drogą do wytwarzania stopów trójskładnikowych jest wykonanie krótkookresowych supersieci składających się z ultra cienkich warstw materiałów binarnych. Zawansowana technika epitaksji z wiązek molekularnych pozwala na wykonanie zarówno klasycznych stopów trójskładnikowych typu random jak i qwazi trójskładnikowych stopów supersieci krótkookresowych.  W seminarium zostaną omówione własności obu podejść uzyskania stopów trójskładnikowych na podstawie grupy tlenków II-VI MgO, ZnO i CdO.

26.03.2024, godz. 15:30, seminarium on-line, część I

Dr hab. Ewa Frątczak, em. prof. SGH

Szkoła Główna Handlowa, Warszawa, Polska

Ponad 25 lat przygody naukowej, dydaktycznej i biznesowej z SAS na SGH

SAS Institute Polska (www.sas.com/poland) jest jednym z oddziałów SAS Institute Inc. Cary, NC, USA- lidera w zakresie analityki i oprogramowania Business Intelligence. Firma istnieje od 1976 r. (SAS – Statistical Analysis System – środowisko stworzone przez SAS Institute), a jej prezesem niezmiennie od początku istnienia przedsiębiorstwa jest James Goodnight. W Polsce SAS Institute działa od 1992 r. Założycielką i dyrektorem zarządzającym SAS Polska przez okres 27 lat była Alicja Wiecka. Rozwiązania i oprogramowanie SAS adresowane są do wszystkich sektorów gospodarki, m.in. bankowości, ubezpieczeń, telekomunikacji, energetyki, przemysłu, handlu oraz sektora administracji publicznej. Warto nadmienić, że SAS Institute na świecie i w Polsce aktywnie współpracuje z sektorem akademickim. Oprogramowanie SAS jest wykorzystywane zarówno w dydaktyce, jak i projektach badawczych. W ramach Programu Akademickiego SAS prowadzone są na uczelniach, także w Polsce, certyfikowane ścieżki przedmiotowe, specjalizacje i studia podyplomowe. Umożliwiają one studentom zdobycie podstawowych umiejętności w zakresie analizy danych w środowisku SAS, zwłaszcza aktualnie w środowisku BIG DATA. Miałam to szczęście, że od początku powstania SAS Institute Polska nawiązałam współpracę z tą instytucją – najpierw uczestnicząc w kursach dokształcających a potem w formie sformalizowanej w ramach umów pomiędzy SGH a SAS Institute Polska. Oferty dydaktyczne i naukowe dla studentów SGH były rozwijane i wprowadzane systematycznie i obejmowały wiele obszarów działalności naukowej i dydaktycznej. O tych działaniach w ujęciu chronologicznym będzie mowa w moim wystąpieniu planowanym na 26.III.2024r. Znaczące miejsce w tej współpracy maił system certyfikacji. To co było istotne dla tego okresu współpracy to: 1) wsparcie działań w tym obszarze ze strony SAS Institute /koordynatorów do spraw współpracy ze środowiskiem akademickim i zarządzających/; 2) wsparcie ze strony władz akademickich SGH oraz zainteresowanie proponowaną ofertą studentów zarówno na poziomie licencjackim, magisterskim, doktoranckim jak i studiów podyplomowych; 3) zorganizowanie zespołu dydaktyczno – naukowego, który był w stanie realizować liczne programy, systematycznie dokształcać się i przygotowywać publikacje.

26.03.2024, godz. 16:15, seminarium on-line, część II

Aneta Rudniak – Principal Industry Consultant, Team Leader

SAS Institute Polska, Warszawa, Polska

AI, ML, DM i inne – skróty kryjące metody, które mają moc

W jaki sposób można wykorzystać wiedzę zawartą w danych do realizacji postawionych celów? Metody Sztucznej Inteligencji (AI), maszynowego uczenia się (ML), data mining (DM), eksploracji danych pozwalają na lepsze zrozumienie otaczających nas zjawisk. To one podpowiadają m.in. kiedy rośnie skłonność do danego zjawiska, jak należy pogrupować badaną populację albo jakie czynniki są najbardziej istotne dla badanego zjawiska. W sposób mierzalny dostarczają argumentów dla podejmowanych decyzji i działań. Poza aspektem analizy danych przynoszą one realną wartość biznesową w różnych domenach m.in. bankowości, ubezpieczeniach, sprzedaży, sektorze publicznym (w tym zdrowia). Synergia wiedzy branżowej, eksperckiej oraz wiedzy zawartej w danych, wyłuskanej przez AI, ML, DM skutkuje zwiększoną trafnością i wynikającą z niej skutecznością podejmowanych działań. Podczas seminarium zostaną przedstawione wybrane przykłady zastosowania wspomnianych metod w praktyce, w różnych domenach, na podstawie doświadczeń zdobytych podczas pracy w SAS Institute.

30.01.2024, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr inż. Donata Kuczyńska-Zemła

Multidyscyplinarne Centrum Badawcze Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Dziekanów Leśny, Polska

Obróbka laserowa powierzchni tytanu i jego stopów

Zainteresowanie obróbkami laserowymi sukcesywnie wzrasta ze względu na ich duży potencjał i możliwość zastosowania w różnych gałęziach przemysłu. Obróbki laserowe pozwalają na jednoczesną zmianę topografii powierzchni i jej składu chemicznego w zamierzony, kontrolowany sposób. Wśród różnorodnych technik laserowych duże zainteresowanie budzi bezpośrednia laserowa litografia interferencyjna (ang. Direct Laser Interference Lithography/Patterning – DLIL/DLIP). Wynika to z jej elastyczności w modyfikowaniu różnego rodzaju materiałów i tworzeniu zróżnicowanych topografii powierzchni, przez co znajduje ona zastosowanie w modyfikacji rzeczywistych implantów tytanowych. Poprzez odpowiednio zaprojektowaną specyficzną topografię i skład chemiczny powierzchni implantu, można wywołać pożądane reakcje biologiczne w określonych częściach protezy. Innym miejscem, w którym obróbki laserowe mogą zostać wykorzystane są zastosowania wysokotemperaturowe stopów tytanu, takie jak silniki lotnicze, silniki samochodowe czy turbiny gazowe. Doniesienia wskazują, że obróbką powierzchni, która, jak udowodniono, poprawia odporność tytanu na utlenianie w wysokiej temperaturze, jest Laser Shock Peening – LSP. Metoda LSP określana jest jako obróbka mechaniczna powierzchni, bez zmiany jej składu chemicznego. Niemniej jednak zamierzone wprowadzenie azotu w warstwę wierzchnią materiałów tytanowych poprzez odpowiednio zaprojektowaną obróbkę laserową, może korzystnie wpłynąć na spowolnienie wysoko-temperaturowego utleniania tytanu. Referat będzie dotyczył analizy wpływu różnych obróbek laserowych na właściwości funkcjonalne tytanu i jego stopów. Przeprowadzone badania skupiają się głównie na wpływie obróbki DLIP na właściwości powierzchni tytanu i jego stopów do zastosowań biologicznych. Natomiast drugim rozwijanym wątkiem jest określenie wpływu obróbki laserowej na wysokotemperaturową odporność na utlenianie stopów tytanu.

19.12.2023, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr inż. Dawid Kozień

Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków, Polska

Świadoma synteza węglika boru od aplikacji w medycynie po UHTCS

Węglik boru (B₄C) jest materiałem kowalencyjnym charakteryzującym się wysoką temperaturą topnienia, stosunkowo niską gęstością i dużą odpornością chemiczną; w postaci gęstych polikryształów charakteryzuje się wysokim modułem Younga, ekstremalną twardością i dobrymi właściwościami mechanicznymi. Takie właściwości nadają się do zastosowań węglika boru w elementach odpornych na ścieranie w młynach kulowych, dyszach, częściach maszyn i urządzeń oraz jako części pancerza antybalistycznego. Ze względu na duży przekrój poprzeczny absorpcji neutronów węglik boru stosowany jest jako materiał pochłaniający i przesiewający w przemyśle nuklearnym oraz w terapii borowo-neutronowej (BNCT). Terapia borowo-neutronowa (ang. Boron Neutron Capture Therapy, BNCT) jest metodą radioterapii binarnej, opartą na wykorzystaniu zjawiska absorbcji neutronów termicznych o niskiej energii, przez izotop boru ¹⁰B, który jest dostarczany, za pomocą nośników boru do komórek nowotworowych. Terapia ta, umożliwia wprowadzenie związków boru do tkanki nowotworowej w sposób selektywny, a następnie napromieniowanie chorego wiązką neutronów epitermicznych, w wyniku czego powstają cząstki alfa i jony litu. Produkty te charakteryzują się znaczną energią i małym zasięgiem, ograniczonym do pojedynczej komórki nowotworowej, co umożliwia ich lokalne niszczenie. Możliwym nowym nośnikiem boru mogą być nanoczastki węglika boru zsyntetyzowane metodą syntezy bezpośredniej. Węglik boru wykorzystywany jest także jako materiał do syntezy kompozytów UHTCs (ang. Ultra-high-temperature ceramics). Ultrawysokotemperaturowe kompozyty ceramiczne UHTC, to klasa materiałów o niskiej gęstości i wysokiej temperaturze topnienia, bliskiej 3000 °C lub wyższej, które mogą być stosowane przez dłuższy czas w temperaturach powyżej 1650 °C, zachowując wysoką twardość i sztywność, a przede wszystkim odporność chemiczną.

21.11.2023, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr inż. Tomasz Cetner

Instytut Wysokich Ciśnień PAN, Warszawa, Polska

Magazynowanie wodoru jako nośnika energii w zbiornikach ciśnieniowych IV typu

W ramach wykładu podsumowane zostanę dwa projekty realizowane w IWC PAN Unipress: 1) „Magazynowanie Wodoru” Zlecenie Nr. 113/18/PU-Faza 2”. Tytuł wniosku: „Bezpieczny hybrydowy zasobnik wodoru o wysokiej gęstości zmagazynowanej energii z ciągłym monitorowaniem szczelności.” – zrealizowany w latach 2018-2023, 2) „Nowe technologie w zakresie energii”, Nr Umowy: NTE-I/0012/2021-00, Tytuł wniosku: „Opracowanie inteligentnego, zintegrowanego systemu generowania i magazynowania wodoru pod nazwą Wodorowa Stacja Energetyczna (WSE)” – realizowany w latach 2023-2025 (II Faza). W obu projektach założono wytwarzanie zbiorników IV generacji (typu), tzn. zawierające liner (warstwę nieprzepuszczającą wodoru) z tworzywa sztucznego i wzmacniający oplot z kompozytu polimerowo-włóknistego. Jest to stosunkowo nowa technologia, dynamicznie rozwijana w Europie i Polsce, w tym w IWCPAN. Zbiorniki takie są 2-3 razy lżejsze niż starsze zbiorniki metalowe. Standardowo w kompozycie stosuje się włókno węglowe, którego wartość stanowi prawie 50% kosztu wykonania zbiornika. Zbiorniki wykonywane przez IWCPAN oparte są o linery własnej produkcji, wykonane z częściowo półfabrykatów HDPE standardowo stosowanych w przemyśle i częściowo z elementów termoformowanych. Pozwala to ograniczyć koszty produkcji. Elementy te są łączone poprzez zgrzewanie doczołowe i/lub spawanie, co stanowi tańszą alternatywę w stosunku do formowania metodą rotomoldingu. Wszystkie elementy zbiorników IWCPAN wyprodukowane są w Polsce, czy to bezpośrednio w IWCPAN (linery, króćce) czy też u podwykonawców (oplot kompozytowy, półfabrykaty HDPE).

24.10.2023, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr inż. Marcin Ciesielski

Multidyscyplinarne Centrum Badawcze Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Dziekanów Leśny, Polska

Degradacja i monitoring instalacji przemysłowych w aspekcie oddziaływania wodoru

Degradacja wodorowa metali jest jednym z kluczowych ograniczeń w eksploatacji instalacji przemysłowych, która może mieć zróżnicowany charakter, zależny od struktury materiału, środowiska pracy i występujących obciążeń mechanicznych. Defekty materiałowe indukowane wpływem wodoru mogą ujawniać się między innymi jako opóźnione pękanie, spadek plastyczności, a także poprzez tworzenie się w materiale nieciągłości strukturalnych oraz pęcherzy wypełnionych wodorem cząsteczkowym. Jednym ze sposobów symulacji stopnia degradacji wodorowej jest nasycanie katodowe. Polaryzacja katodowa daje możliwość głębszego poznania zmian strukturalnych i właściwości wytrzymałościowych materiałów narażonych na oddziaływanie wodoru w warunkach przemysłowych. Istotnym aspektem zjawisk zachodzący w wyniku degradacji wodorowej instalacji przemysłowych jest wykorzystanie metod do jej monitorowania. Wygłoszony referat dotyczy wykorzystania metod nieniszczących do monitorowania degradacji wodorowej materiału instalacji przemysłowych.

13.06.2023, godz. 15:30, seminarium on-line

Prof. dr hab. Tomasz Story

Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa, Polska

Międzynarodowe Centrum Badawcze MagTop, Instytut Fizyki PAN, Warszawa, Polska

Półprzewodnikowe materiały topologiczne

Odkrycie izolatorów topologicznych jest jednym z najważniejszych sukcesów fizyki materii skondensowanej w ostatnich 15 latach. Istnienie tej nowej klasy materiałów kwantowych przewidziano teoretycznie na podstawie analizy topologicznych (globalnych) cech ich struktury elektronowej z uwzględnieniem silnych efektów relatywistycznych. W izolatorach topologicznych, posiadających tzw. odwrócony porządek pasm elektronowych, izolującym właściwościom objętości kryształu (przerwa energetyczna) towarzyszą metaliczne właściwości brzegów układu (brak przerwy energetycznej). Są to więc nisko-wymiarowe przewodniki prądu elektrycznego o unikatowych cechach związanych z liniową relacją dyspersji energii elektronów, topologiczną ochroną elektronów przed rozpraszaniem do tyłu i silnym sprzężeniem ruchu orbitalnego elektronów z ich spinem. W ostatnich latach do rodziny izolatorów topologicznych, takich jak półprzewodnikowe kryształy selenku i tellurku bizmutu czy studnie kwantowe tellurku rtęci, dołączyły inne grupy materiałów topologicznych, w szczególności topologiczne izolatory krystaliczne i topologiczne półmetale Diraca lub Weyla. Bazujące na niezmiennikach topologicznych nowe zasady klasyfikacji struktury elektronowej materiałów z sukcesem zastosowano do szeregu innych układów fizycznych takich jak kryształy fotoniczne czy wibroniczne, w których obserwuje się transport energii czy ładunku elektrycznego przez stany elektronowe na brzegach układu. Doświadczalnie zaobserwowano, przewidywane teoretycznie i określone tylko stałymi uniwersalnymi, efekty kwantowania przewodnictwa elektrycznego oraz magneto-optycznych efektów Kerra i Faradaya, a także kwantowy anomalny efekt Halla. W referacie omówione zostaną najważniejsze właściwości izolatorów i półmetali topologicznych, w szczególności materiałów wytwarzanych i badanych w IF PAN. Przedstawione zostaną doświadczalne obserwacje powierzchniowych i krawędziowych elektronowych stanów topologicznych dokonane metodami kątowo-rozdzielonej fotoemisyjnej spektroskopii elektronowej i skaningowej mikroskopii i spektroskopii tunelowej, a także wyniki pomiarów efektów magneto-transportowych i magneto-optycznych.

Paweł Pęczkowski: 31/10/2024

13.06.2023, godz. 15:30, seminarium on-line

Prof. dr hab. Tomasz Story

Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa, Polska; Międzynarodowe Centrum Badawcze MagTop, Instytut Fizyki PAN, Warszawa, Polska

Półprzewodnikowe materiały topologiczne

Odkrycie izolatorów topologicznych jest jednym z najważniejszych sukcesów fizyki materii skondensowanej w ostatnich 15 latach. Istnienie tej nowej klasy materiałów kwantowych przewidziano teoretycznie na podstawie analizy topologicznych (globalnych) cech ich struktury elektronowej z uwzględnieniem silnych efektów relatywistycznych. W izolatorach topologicznych, posiadających tzw. odwrócony porządek pasm elektronowych, izolującym właściwościom objętości kryształu (przerwa energetyczna) towarzyszą metaliczne właściwości brzegów układu (brak przerwy energetycznej). Są to więc nisko-wymiarowe przewodniki prądu elektrycznego o unikatowych cechach związanych z liniową relacją dyspersji energii elektronów, topologiczną ochroną elektronów przed rozpraszaniem do tyłu i silnym sprzężeniem ruchu orbitalnego elektronów z ich spinem. W ostatnich latach do rodziny izolatorów topologicznych, takich jak półprzewodnikowe kryształy selenku i tellurku bizmutu czy studnie kwantowe tellurku rtęci, dołączyły inne grupy materiałów topologicznych, w szczególności topologiczne izolatory krystaliczne i topologiczne półmetale Diraca lub Weyla. Bazujące na niezmiennikach topologicznych nowe zasady klasyfikacji struktury elektronowej materiałów z sukcesem zastosowano do szeregu innych układów fizycznych takich jak kryształy fotoniczne czy wibroniczne, w których obserwuje się transport energii czy ładunku elektrycznego przez stany elektronowe na brzegach układu. Doświadczalnie zaobserwowano, przewidywane teoretycznie i określone tylko stałymi uniwersalnymi, efekty kwantowania przewodnictwa elektrycznego oraz magneto-optycznych efektów Kerra i Faradaya, a także kwantowy anomalny efekt Halla. W referacie omówione zostaną najważniejsze właściwości izolatorów i półmetali topologicznych, w szczególności materiałów wytwarzanych i badanych w IF PAN. Przedstawione zostaną doświadczalne obserwacje powierzchniowych i krawędziowych elektronowych stanów topologicznych dokonane metodami kątowo-rozdzielonej fotoemisyjnej spektroskopii elektronowej i skaningowej mikroskopii i spektroskopii tunelowej, a także wyniki pomiarów efektów magneto-transportowych i magneto-optycznych.

May 23^th, 2023 at 15:30, seminar on-line (Zoom platform)

Dr Marcin Zając – speaker

SOLARIS National Synchrotron Radiation Center, Kraków, Poland

SOLARIS National Synchrotron Radiation Centre: the infrastructure for research

The SOLARIS synchrotron in Krakow is a third-generation synchrotron radiation source operating in the medium electron energy range. The first synchrotron light in SOLARIS was observed in 2016, while the first user experiments were performed in 2018. SOLARIS is expanding its activities, constantly developing experimental beamlines and complementary infrastructure such as cryoelectron microscopes. Research opportunities offered by SOLARIS, the only synchrotron in Central and Eastern Europe, allow for conducting unique scientific projects in fundamental research and applied sciences. It should be emphasized that access to the research infrastructure in SOLARIS is free of charge and provided based on the assessment of the beamtime applications by the international review panel. In the presentation, we will present the SOLARIS synchrotron project and available infrastructure, provide practical information on access to the infrastructure, and show examples of the research results obtained at the Centre by the Users.

25.04.2023, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr inż. Piotr Kwaśniak

Multidyscyplinarne Centrum Badawcze Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Dziekanów Leśny, Polska

Nowa generacja materiałów metalicznych bazujących na polimorficznych, indukowanych naprężeniem przemianach strukturalnych

Nowoczesne materiały konstrukcyjne wychodzą poza ramy znanych mechanizmów odkształcenia plastycznego, determinującego ich przydatność w wielu sektorach przemysłu. Zidentyfikowane w XXI wieku, indukowane naprężeniem przemiany alotropowe (INPA) sieci krystalicznej zostały wykorzystane do poprawy właściwości mechanicznych materiałów powszechnie uważanych za kruche i nieprzydatne w codziennym zastosowaniu. Dalsza optymalizacja opracowanych układów oraz świadome projektowanie nowych stopów wymaga jednak poznania mechanizmów INPA oraz czynników wpływających na ich przebieg. Wygłoszony referat dotyczy wykorzystania metod obliczeniowych ab initio (teoria funkcjonału gęstości) do wyjaśnienia tych aspektów wraz z eksperymentalną weryfikacją postawionych hipotez. Prowadzone badania skupiają się na polimorficznych przemianach martenzytycznych i bliźniaczych w metastabilnych stopach Ti o strukturze regularnej, przestrzennie centrowanej.

21.03.2023, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr hab. Marcin Turek

Instytut Fizyki, Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin, Polska

Implantacja jonowa w Instytucie Fizyki UMCS – możliwości oferowane przez źródło jonów z parownikiem

Źródła jonów wykorzystywane są w rozmaitej aparaturze używanej w badaniach naukowych, przemyśle, medycynie itp. Szeroka gałąź zastosowań, a co za tym idzie różnorodność potrzeb i założeń konstrukcyjnych, którym powinny sprostać te urządzenia wymuszają na ich konstruktorach stosowanie zróżnicowanych metod zarówno generowania jonów jak i formowania ich w wiązki i przyspieszania. Plazmowe źródło jonów z wewnętrznym parownikiem opracowane w Instytucie Fizyki UMCS w Lublinie stało się podstawowym rozwiązaniem umożliwiającym implantację jonami pierwiastków nie tylko gazowych, ale i metalicznych, półmetalicznych i niemetalicznych. Zaletami tego urządzenia są niewielkie rozmiary, umiarkowane zużycie energii oraz prostota konstrukcji. Umożliwiło one uzyskiwanie intensywnych i stabilnych wiązek jonów pierwiastków występujących zazwyczaj jako ciała stałe, co dało sposobność do wykonywania naświetleń o fluencjach rzędu 10¹⁶ jonów/cm² a nawet więcej. Stosowanie tak wydajnych źródeł daje możliwość wytwarzania nanostruktur półprzewodnikowych (np. nanokropek A^IIIB^V w Si), inżynierii przerwy energetycznej w Ge i pokrewnych materiałach przez hiperdomieszkowanie i następujące po nim wygrzewanie w reżymie milisekundowym, zmiany właściwości trybologicznych różnych gatunków stali, symulowanie naświetlania neutronami materiałów reaktorowych oraz ,,klasyczne” domieszkowanie np. niektórymi pierwiastkami ziem rzadkich. W trakcie wystąpienia zaprezentowana zostanie geneza, budowa, zasada działania i możliwości implantatora jonowego w Instytucie Fizyki UMCS. Możliwości i specyfikacja techniczna lubelskiego implantatora zilustrowane zostaną wybranymi wynikami badań prowadzonych z jego wykorzystaniem.

24.01.2023, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr hab. Ewa Agnieszka Pocheć, prof. UJ

Zakład Biochemii Glikokoniugatów, Instytut Zoologii i Badań Biomedycznych, Uniwersytet Jagielloński, Kraków, Polska

Od życia do śmierci komórki: badanie proliferacji, żywotności, cytotoksyczności i apoptozy w warunkach in vitro

Hodowle komórek w warunkach in vitro są szeroko stosowane w badaniach podstawowych do testowania związków o różnym pochodzeniu, jako etap wstępny do wyboru m.in. dawek, rozpuszczalnika, czasów inkubacji oraz szeregu innych parametrów przed podaniem tych substancji zwierzętom laboratoryjnym. Od czasu wyprowadzenia w 1951 roku pierwszej linii komórkowej HeLa, hodowle komórkowe znalazły zastosowanie w biologii, biotechnologii oraz medycynie, w tym w diagnostyce medycznej. Do oceny proliferacji, różnicowania i żywotności komórek oraz ich śmierci na drodze apoptozy i nekrozy opracowano szereg różnych testów komórkowych o stosunkowo prostej i szybkiej procedurze. Daje to możliwość testowania na szeroką skalę związków o potencjale terapeutycznym oraz związków szkodliwych obecnych w środowisku, wodzie i żywności, na komórkach pochodzących z różnych tkanek i narządów przy użyciu względnie niedużych kosztów oraz w relatywnie niedługim czasie. Prezentując temat omówię wybrane metody stosowane do oceny proliferacji, żywotności i apoptozy komórek hodowanych w warunkach in vitro, jak również testy wykorzystywane w badaniu cytotoksyczności związków pochodzenia biologicznego i chemicznego oraz czynników fizycznych. Przedstawię również wyniki naszych badań dotyczące cytotoksyczności składników czynnych zawartych w ekstraktach pochodzenia roślinnego (Hypericum perforatum L., Piptoporus betulinus Bull. Fr.) oraz nanocząstek żelazowo-kobaltowych, wykonanych na liniach komórkowych czerniaka skóry i nowotworów tarczycy oraz linii prawidłowej fibroblastów ludzkich.

06.12.2022, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr Serhiy Kobyakov

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

TRIZ: Teoria rozwiązywania innowacyjnych zadań

Teoria rozwiązywania innowacyjnych zadań (w skrócie TRIZ) jest bazą wiedzy na temat pragmatycznego podejścia do rozwiązywania problemów. Podczas referatu omówię historie powstania TRIZ oraz korzyści wynikające z jej zastosowania. Podam kilka przykładów. W skrócie określę główne obszary stosowania TRIZ w dniu dzisiejszym.

22.11.2022, godz. 15:30, seminarium on-line

Mgr Weronika Janus – speaker

Współautorzy: A. Kozioł-Rachwał¹, M. Ślęzak¹, M. Zając², P. Drożdż¹, M. Szpytma¹, H. Nayyef¹, T. Onur Menteş³, F. Genuzio³, A. Locatelli³, T. Ślęzak¹

¹Institute of Physics, Polish Academy of Science and Technology, Faculty of Physics and Applied Computer Science, Krakow, Poland
²National Synchrotron Radiation Centre SOLARIS, Jagiellonian University, Kraków, Poland
³Elettra – Sincrotrone Trieste, Basovizza, Trieste, Italy

Modulacja właściwości magnetycznych epitaksjalnych warstw antyferromagnetycznych

Antyferromagnetyki (AFM), w przeciwieństwie do ferromagnetyków (FM), są niewrażliwe na zewnętrzne pola magnetyczne oraz nie generują magnetycznych pól rozproszonych, co jest bardzo korzystne z perspektywy zwiększenia gęstości zapisu danych. Do tej pory magnetyczne nośniki danych funkcjonowały głównie w oparciu o kontrolę magnetycznego stanu FM, a rolą AFM było „mocowanie” namagnesowania warstwferromagnetycznych. Najnowsze prace eksperymentalne jednakże pokazują, że AFM mogą stanowić aktywne elementy pamięci magnetycznych. Kontrola właściwości magnetycznych antyferromagnetyków jest zatem tematem interesującym i istotnym z punktu widzenia zastosowań w spintronice oraz badań fundamentalnych. Podczas referatu omówione zostaną wyniki badań nad możliwością sterowania właściwościami magnetycznymi cienkich epitaksjalnych warstw antyferromagnetycznego NiO w układach AFM/FM. W przypadku układu Fe(001)/NiO(001) przedyskutuję możliwość kontroli kierunku momentów magnetycznych w warstwie AFM za pomocą naprężeń oraz oddziaływania z warstwą FM. Zaprezentowane zostaną również wyniki badań epitaksjalnego układu NiO(111)/Fe(110). W niniejszym układzie, pokazana została możliwość reorientacji momentów magnetycznych pomiędzy dwoma ortogonalnymi stanami AFM jedynie poprzez zmianę temperatury układu. Dodatkowo dzięki występowaniu zjawiska histerezy temperaturowej pokazano możliwość stabilizacji dowolnego z dwóch stanów AFM w ustalonej temperaturze.

October 25^th, 2022 at 15:30, seminar on-line (Zoom platform)

Prof. dr hab. Andrzej Szewczyk – speaker

Co-authors: T. Zajarniuk, P. Wiśniewski, M.U. Gutowska, R. Puźniak, H. Szymczak, I. Gudim, V.A. Bedarev, M.I. Pashchenko, P. Tomczak, and W. Szuszkiewicz

Institute of Physics, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Poland

Quantum and classical aspects of a low-temperture (~700 mK) phase transition in TbAl₃(BO₃)₄

Specific heat, C_B, of a TbAl₃(BO₃)₄ single crystal was studied for temperatures, T, from 50 mK to 300 K, with emphasis on the T < 1 K range, where a phase transition was found at 0.68 K. Nuclear, non-phonon, and lattice contributions to C_B were separated. Based on the C_B and magnetization, M, studies, we found that: (i) the phase transition shifts to lower temperatures with increase in magnetic field B_II, parallel to the easy mag¬netization axis, (ii) the critical, i.e., related to the phase transition, contribution to the specific heat, C_Cr, shows an unusual dependence on T, C_Cr ~ T^y₀, where y₀ is a positive exponent, and (iii) the Grüneisen ratio, Γ, defined as: Γ = 1/T • (∂S / ∂B)_T / (∂S / ∂T)_B = – (∂M / ∂T)_B / C_B(T) = 1/T • (∂T / ∂B)_S, where S denotes entropy, diverges as a function of B_II for B_II approaching a critical value of 0.6 T. The determined behaviors of both C_Cr and Γ as a function of T (especially scaling of the latter for B_II ≥ 0.30 T), as well as the dependence of Γ on B_II are characteristic of the systems, in which the classical phase transition line is influenced by quantum fluctuations, QF, and ends at a quantum critical point. Based on the determined y₀ and Γ values, we assessed the dynamical critical exponent z to be 0.82 ≤ z ≤ 0.96. Taking into account all these results, we suppose that QF dominate the behavior of the system and destroy the long range order, i.e., we suppose the transition found to have a quantum character. The physical nature of the transition is not clear. The interpretation that this is the transition to the ferromagnetic order of Tb³⁺ magnetic moments is the most natural, intuitive, and supported by the M studies. However, such a classical transition should be smeared and shifted to higher T by B_II, while we observe the opposite effect. Such effect was observed in systems, in which not only the exchange interactions but also magnetic dipolar interactions are essential. However, the possibility, that the transition is related to any other kind of ordering, e.g. a multipolar ordering, and the ordering of the Tb³⁺ moments is a „side effect” only can not be ruled out a priori. * This work was supported partially by the National Science Centre (NCN), Poland, under Project No. 2018/31/B/ST3/03289.

07.06.2022, godz. 15:30, seminarium online

Dr hab. Wojciech Gawlikowicz, prof. UKSW

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Wydział Biologii i Nauk o Środowisku, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Dynamiczna i statystyczna emisja fragmentów w zderzeniach ciężkich jonów przy pośrednich energiach

Ewidencja eksperymentalna wskazuje na to, że w reakcjach przy pośrednich energiach przekrój czynny w zderzeniach ciężkich jonów jest zdominowany przez dyssypatywne reakcje binarne prowadzące do powstania wzbudzonych fragmentów tarczo i pociskopodobnego w kanale wyjściowym reakcji, będących źródłem późniejszej statystycznej emisji fragmentów. Z drugiej strony obserwowana jest obecność trzeciego źródła emisji fragmentów, pochodzącego z obszaru przekrywanie się pocisku i tarczy. Zarówno lekkie cząstki, jak i fragmenty o pośrednich masach emitowane z tego źródła wykazują wszelkie cechy dynamicznej emisji powstającej we wczesnych stadiach reakcji. Analiza mechanizmów reakcji ciężkojonowych wzbogacona została o wielowymiarowe korelacje pomiędzy neutronami lekkimi cząstkami naładowanymi i fragmentami o pośrednich masach.

May 26^th, 2022 at 15:00, seminar in the HYBRID mode: Zoom platform & room 420, building 23, Wóycickiego 1/3 ,

Prof. (full) Prafulla Jha

Department of Physics, Faculty of Science, The Maharaja Sayajirao University of Baroda, Gujarat, India

Tuning of thermal conductivity through nanostructing for better thermoelectric efficiency

The research on graphene despite some serious drawbacks motivated the researchers to explore other two dimensional (2D) materials. The 2D materials are one of the most active areas of nanomaterials research due to their far reaching potential applications. So far monolayer of hexagonal boron nitride (h-BN), silicine, transition metal chalcogenides, phosphorene and many other have been synthesized or predicted. A significant impact for the development of nanodevices and nanoelectronics has been gathered by these 2D materials due to their astonishing electrical, optical and mechanical properties. The 2D materials are one-atom thick honeycomb lattice of elements and compounds. While most of the works on these 2D materials focus on the electronic properties, the recent studies focus on the phonon studies mainly to reveal whether monolayer honeycomb structures possess local minima on the Born-Oppenheimer surface. Furthermore, the transport properties of the materials play an important role in their applications. For application in thermoelectric energy (TE) conversion, one requires low lattice thermal conductivity of material simultaneously maintaining the high value of electrical conductivity. The TE figure of merit of ZT can be improved by optimizing the geometry size to decrease the lattice thermal conductivity. Thus systematic investigation of phonon transport properties for 2D materials is needed for which a detail phonon studies is essential. In this presentation, we present on density functional theory (DFT) simulations aiming to understand the phonon and phonon transport properties of two classes of materials, selected IV-VI mono-chalcogenides and boron nitride (BN) in bulk as well as nanostructure forms. The focus lies on the tuning of phonon dispersionof these two different classes of materials. While in the case of IV-VI chalcogenides, we have studied not only the phonon properties of GeSe and GeTe with pressure for selected three pressure dependent phases but also in 2D structure. A complete analysis of phonon dispersion curves and thermoelectric properties will be provided in context of structure and dimension. The other material which we choose is the haeckelite BN (heck-BN) sheet a material similar to the h-BN sheet, the second most important material in the 2D materials category after graphene. The heck-BN sheet is a new form of structure in 2D, demonstrated based on the presence of square-octagonal pair in BN monolayer grown on Cu (111) surface. We discuss phonon dispersion curve and phonon transport properties of hack-BN and compare with other BN nanostructure including bulk BN.

10.05.2022, godz. 15:00, seminarium on-line, część I

Dr hab. inż. Monika Lewandowska, prof. ZUT

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Szczecin, Polska

System magnesów nadprzewodnikowych tokamaka EU-DEMO – analizy cieplno przepływowe prowadzone przez Zespół ZUT

Rozwój energetyki opartej na kontrolowanej syntezie termojądrowej wciąż pozostaje wizją przyszłości. Jest to wizja tak obiecująca, że obecne pokolenie fizyków i inżynierów już przygotowuje się do jej realizacji. Służy temu międzynarodowy program EURATOM, realizowany przez konsorcjum EUROfusion, w ramach którego m.in. budowany jest największy na świecie tokamak ITER (Cadarache, Francja). ITER to reaktor eksperymentalny, który ma być decydującym krokiem w kierunku zademonstrowania możliwości uzyskiwania użytecznej energii z fuzji termojądrowej. Kolejnym etapem ma być budowa pierwszej na świecie prototypowej elektrowni termojądrowej o mocy rzędu kilkuset MW, której centralną częścią będzie tokamak EU-DEMO, dla którego rozpoczęły się już prace projektowe. Gorąca plama w tokamaku utrzymywana jest w polu magnetycznym wytworzonym przez układ elektromagnesów o konfiguracji specyficznej dla danego reaktora. W obecnie budowanych lub projektowanych reaktorach fuzji jądrowej (m.in. ITER i EU-DEMO) wykorzystywane będą elektromagnesy nadprzewodnikowe pracujące w temperaturach kriogenicznych. Wymagania co do warunków pracy oraz niezawodności tych magnesów są bardzo wysokie. Zmuszają one do ciągłego rozwoju technologii elektromagnesów nadprzewodnikowych i poszukiwania nowych rozwiązań w tej dziedzinie przez interdyscyplinarne międzynarodowe zespoły badawcze przy ścisłej współpracy z partnerami przemysłowymi. Zespół ZUT zaangażowany jest w prace na rzecz reaktora EU-DEMO od 2012 r. Realizowane przez nas zadania polegają na prowadzeniu szczegółowych analiz cieplno-przepływowych, mających na celu sprawdzenie czy koncepcje cewek dla poszczególnych magnesów reaktora EU-DEMO, projektowane przez współpracujące zespoły zagraniczne (EPFL – SPC (Szwajcaria), CEA IRFM (Francja), ENEA (Włochy) i KIT (Niemcy)) spełniają założone kryteria akceptacji.

10.05.2022, godz. 16:00, seminarium on-line, część II

Dorota Kamińska, Dariusz Siemiaszko

KAMIKA Instruments Sp. z o.o. Sp. k., Warszawa, Polska

Nowoczesne skanowania cząstek w trzech wymiarach jako alternatywa dla analizy sitowej

Jednym z istotnych badań w laboratoriach przemysłowych i pracowniach badań właściwości fizycznych różnych materiałów sypkich i granulatów jest analiza sitowa. Klasyczne badanie na sitach mechanicznych jest czasochłonne, wiążące się z powstawaniem znacznego zapylenia w pracowni, a przy dużej liczbie pomiarów wymaga od laborantów dużej siły i sprawności fizycznej. Znacznie szybszym i łatwiejszym rozwiązaniem do otrzymania rozkładów granulometrycznych materiałów są sita elektroniczne – czyli pomiar przy użyciu analizatorów wielkości cząstek. Przykładem takich przyrządów są optyczne urządzenia pomiarowe, które przy pomocy opatentowanej metody „Elsieve” mogą symulować pomiary według analiz sitowych lub areometrycznych dokładniej niż za pomocą klasycznych manualnych metod i do tego wielokrotnie szybciej. Urządzenia do pomiaru wielkości i kształtu cząstek typu mini3D czy AWK 3D w sposób innowacyjny skanują każdą cząstkę z próby w trzech wymiarach, co pozwala znacznie rozszerzyć wiedzę o badanych substancjach i stwarza dalsze możliwości analityczne. W trakcie referatu szczegółowo przedstawimy metodę pomiarową, zaprezentujemy poszczególne analizatory oraz to jak wygląda pomiar czy prezentacja wyników w nowym oprogramowaniu elSieve software. KAMIKA Instruments to polska innowacyjna firma, która od 38 lat zajmuje się projektowaniem i produkcją analizatorów do pomiaru ilości, wielkości i kształtu cząstek. Zastosowanie naszych przyrządów w laboratoriach przyspiesza i ułatwia pomiary badanych materiałów, pozwala uzyskać szybko i wygodnie szereg informacji potrzebnych naukowcom i pracownikom laboratoriów uczelnianych i przyzakładowych.

12.04.2022, godz. 15:00, seminarium on-line, część I

Dr hab. Dariusz Bocian

Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego, Polska Akademia Nauk, Kraków, Polska

Europejskie Źródło Spalacyjne – pięć lat budowy infrastruktury naukowej przez IFJ PAN

W dniu 31.01.2022 r. IFJ PAN zakończył 5-letnie zaangażowanie w budowę Europejskiego Źródła Spalacyjnego (ESS), realizowane jako polski wkład rzeczowy finansowany z programu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. W tym okresie IFJ PAN zrealizował dla ESS trzy zadania uzgodnione w Aneksach Technicznych do Umowy Wkładu Rzeczowego, która została podpisana pomiędzy IFJ PAN i ESS w 2016 roku. W tym wystąpieniu najpierw przedstawię historię oraz zaplecze naukowo-techniczne Działu Budowy Aparatury i Infrastruktury Naukowej (DAI), które doprowadziły nas do uzgodnienia i wykonania wysokospecjalistycznych prac dla ESS. Następnie przedstawię projekt ESS oraz prace instalacyjne, testowe i rozruchowe, które zostały wykonane przez zespół naukowo-inżynieryjny z IFJ PAN w Lund, w latach 2017-2022.

12.04.2022, godz. 16:00, seminarium on-line, część II

Maciej Bazarnik, Łukasz Remez, Wiktor Tomala

PIK Instruments Sp. z o.o., Piaseczno, Polska

Nowoczesne rozwiązania wspomagające pracę laboratoriów badawczych

PIK Instruments to innowacyjna się firma, która w swojej ofercie posiada produkty od ponad 25 producentów sprzętu laboratoryjnego. Specjalizujemy się w mikroskopii elektronowej, optycznej oraz mikroskopii sił atomowych, spektroskopii FTIR, preparatyce próbek biologicznych i inżynierskich. Naszą mocną stroną jest również metalografia, mikroskopia cyfrowa oraz rozwiązania dedykowane technikom in-situ. Portfolio produktów PIK Instruments to również urządzenia próżniowe oraz zaawansowane systemy do obrazowania oraz preparatyki w medycynie. Mikroskopy elektronowe wykorzystywane są do badań preparatów biologicznych i materii nieożywionej. Pozwalają na analizę struktury i powierzchni, wiązań chemicznych, analizę wydzieleń w stopach metali. Umożliwiają analizę ilości, rodzaju i rozkładu pierwiastków chemicznych. Mikroskopia elektronowa jest techniką powszechnie stosowaną w wielu dziedzinach: biologii, fizyce, technice czy medycynie. Techniki mikroskopowe SEM, TEM, AFM lub LM, dostarczają kluczowych informacji o analizowanym preparacie. Dokładność badań i otrzymywanych rezultatów zależy od jakości przygotowania próbek, która będzie istotą wykorzystywanych w laboratorium narzędzi. W tej części prezentacji, chcielibyśmy skupić się rozwiązaniach z zakresu preparatyki firmy Leica Microsystems – stosowanych zarówno w dziedzinie life science i materiał science oraz dedykowanych do tych dziedzin materiałów eksploatacyjnych. Optymalizacja przepływu pracy w laboratorium i synergia proponowanych rozwiązań są cechami wyróżniającymi ten zakres aparatury naukowo-badawczej.

01.03.2022, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr inż. Bartłomiej Wysocki

Centrum Cyfrowej Nauki i Technologii, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Wytwarzanie przyrostowe – od szybkiego prototypowania do druku 4D

Technologie wytwarzania przyrostowego (ang. Additive Manufacturing – AM) nazywane również drukiem 3D rozwijają się nieprzerwanie od końca lat 90-tych dzięki znacznemu zwiększeniu mocy obliczeniowej komputerów oraz spadkowi cen laserów wykorzystywanych zarówno do przetwarzania tworzyw sztucznych jak i materiałów metalicznych. Technologie wytwarzania przyrostowego wykorzystywane były początkowo do szybkiego prototypowania – tworzenia wizualnych prototypów obiektów funkcjonalnych. Poprawienie konstrukcji maszyn oraz m.in. zastąpienie laserów CO2 laserami Nd:YAG w systemach do wytwarzania przyrostowego metali zmniejszyło ilość defektów strukturalnych w obiektach i umożliwiło wykorzystanie ich jako funkcjonalne części o właściwościach mechanicznych niejednokrotnie przewyższających właściwości mechaniczne obiektów wytworzonych konwencjonalnie poprzez obróbkę CNC czy odlewanie. Otwarcie systemów do wytwarzania przyrostowego przez producentów urządzeń oraz udostępnienie użytkownikom kontroli parametrów ich pracy (np. moc i szybkość skanowania lasera, możliwość projektowania trajektorii ruchu lasera, kontrola atmosfery ochronnej i temperatury procesu) spowodowało rozpoczęcie licznych prac naukowych nad opracowywaniem parametrów przetwarzania technologiami addytywnymi nowych, niedostępnych na rynku materiałów metalicznych, kompozytowych oraz tworzyw sztucznych. Szczególnie interesujące pod kątem przyszłych aplikacji przemysłowych są prace nad litymi szkłami metalicznymi, szkłami niskotemperaturowymi, materiałami z pamięcią kształtu wytwarzanymi in situ z proszków elementarnych, stopami tytanu umacnianymi roztworowo tlenem czy kompozytami biodegradowalnymi na potrzeby inżynierii tkankowej. Podczas prezentacji zostaną przedstawione możliwości technologii przyrostowych w obszarze przetwarzania metali i tworzyw sztucznych, obecne trendy i wyzwania naukowe wytwarzania przyrostowego oraz spektrum dostępnych materiałów dla różnych technologii. W związku z rozbudową Laboratorium Technik Wytwarzania Przyrostowego powstającego w ramach projektu Multidyscyplinarne Centrum Badawcze UKSW w Dziekanowie Leśnym w prezentacji zostanie zawarta również informacja o zakupionej aparaturze oraz planowanych wątkach badawczych, które będą realizowane przez Centrum Cyfrowej Nauki i Technologii UKSW w obszarze technologii wytwarzania przyrostowego.

01.02.2022, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr hab. Paweł Błasiak, prof. IFJ PAN

Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego, Polska Akademia Nauk, Kraków, Polska

Kogo dręczą nierówności Bella, czyli ile waży lokalność, a ile wolny wybór?

Czy fizyczna rzeczywistość jest lokalna, czy to, co robimy tu i teraz, ma natychmiastowy wpływ na wydarzenia gdzie indziej? Czy mamy wolny wybór, czy też nasze decyzje zostały wcześniej ustalone? W referacie opowiem o tym jak fizycy rozumieją te zagadnienia, oraz jak twierdzenie Bella podważa nasze intuicje dotyczące relacji przyczynowo-skutkowych w otaczającym nas świecie. Pokażę również w jaki sposób porównać ilościowo założenia lokalności i wolnego wyboru, aby lepiej uzmysłowić sobie ich rolę w konstrukcji przyczynowych modeli obserwowanych korelacji.

25.01.2022, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr inż. Jan Marek Michalik

Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków, Polska

Mikro- i nanocząstki magnetyczne pochodzenia antropogenicznego w glebach i aerozolach atmosferycznych

Wpływ człowieka na obieg pyłów w atmosferze jest typowym przejawem epoki antropocenu. Działalność człowieka wpływa na wzrost koncentracji pyłów poprzez zwiększanie obszarów ich wywiewania (pustynnienie, wzrost powierzchni upraw, zmniejszenie pokrywy lodowej) oraz dostarczanie do atmosfery pyłów ze źródeł antropogenicznych związanych ze spalaniem paliw, działalnością przemysłu i innymi formami aktywności gospodarczej. Antropogenicznie zmodyfikowany obieg wielu pierwiastków wyraźnie przeważa nad obiegiem naturalnym. Obieg niektórych pierwiastków (np. żelaza) poprzez atmosferę może być intensyfikowany w obszarach występowania znacznych emisji antropogenicznych mających związek ze światowym rozwojem technologicznym i gospodarczym. W moim wystąpieniu przedstawię wyniki badań dotyczących obecności mikro- i nanocząstek magnetycznych w glebach oraz aerozolach atmosferycznych. Dane, które planuję omówić uzyskane zostały metodami analiz chemicznych i spektroskopowych (informacje o składzie), w pomiarach podatności magnetycznej (określenie antropogenicznych źródeł emisji), spektroskopii mössbauerowskiej oraz dyfrakcji rentgenowskiej (oznaczenie składu fazowego frakcji krystalicznych). Dodatkowo analizy lokalne obejmowały skaningową mikroskopię elektronową ze spektroskopią energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDS) oraz transmisyjną mikroskopię elektronową z dyfrakcją z wybranego obszaru (TEM-SAED), co pozwoliło na określenie kształtu, rozmiaru i struktury krystalicznej nanocząstek obecnych w badanych pyłach.

December 21^st, 2021 at 15:30, seminar on-line (Zoom platform)

Piotr Grzegory, Konrad Zawada, Grzegorz Michalski, Celina Błach, Tomasz Borek
KrioSystem Sp. z o.o., Wrocław, Poland

Dr Thomas Eisel, Dr Branislav Streicher

SGSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt, Germany

Prof. dr hab. Jarosław Poliński, Prof. dr hab. Artur Iluk, Dr Kazimierz Malcher, Prof. dr hab. Maciej Chorowski

Wroclaw University of Science and Technology, Wroclaw, Poland

Assembly and tests of the first superconducting cryogenic module for SIS100 bypass line (FAIR Project)

At the GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research GmbH a new accelerator facility called Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) will be built within next years. This facility will comprise two main machines: SIS100 synchrotron and Super-FRS fragment separator for rare isotope beams. SIS100 will have 1100 m circumference and is divided into 6 sectors. Part of the cryogenic system is within the cold arc of the accelerator, while along the warm sections the cryogenic system has to be bypassed. Bypass line (BPL) is distributing liquid helium and electric current to the cold arcs and to the SC magnets located in the warm section. In BPL both, process piping and superconducting cables are enclosed into one cryogenic module. This paper presents the engineering challenges associated with the BPL assembly and results of the first tests.

07.12.2021, godz. 15:30, seminarium on-line

Prof. dr hab. Andrzej Zaleski

Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych, Polska Akademia Nauk, Wrocław, Polska

Czego i po co oczekujemy po nadprzewodnictwie?

Rozwijająca się cywilizacja generuje coraz większe wymagania. Żeby je spełniać, musimy lepiej rozumieć Świat, rozwijać naukę i technikę oraz znajdować sposoby spełniania rosnących oczekiwań. Liczące nieco ponad wiek nadprzewodnictwo może i zapewne rzeczywiście przyczyni się w znaczącym stopniu do rozwiązania szeregu z nich. W swoim wystąpieniu, po krótkim rysie historycznym i omówieniu podstawowych własności nadprzewodników, chciałbym skupić się na najnowszych badaniach prowadzonych w tej dziedzinie nauki, które mogą mieć największy wpływ na rozwój nowych technologii. Pozwolą one na zrealizowanie wielu oczekiwań w różnych dziedzinach życia (transport, dystrybucja energii elektrycznej, medycyna, informatyka, obronność).

09.11.2021, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr hab. Tomasz Radożycki, prof. UKSW

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Czy można zapleść trajektorie cząstek w węzły przy pomocy światła?

Seminarium poświęcone będzie pułapkowaniu neutralnych cząstek, np. atomów, za pomocą wiązek światła o bardzo szczególnej charakterystyce. W ramach przybliżenia przyosiowego pokazane będzie, że przynajmniej od strony teoretycznej, możliwe jest wygenerowanie wiązek światła, których tzw. linie węzłów tworzą „zaplątane” struktury. Przedstawione będą także wyniki rachunków numerycznych dotyczących możliwości schwytania cząstek przez tego rodzaju wiązki.

12.10.2021, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr Arkadiusz Gorzawski

The European Spallation Source (ESS), Lund, Szwecja

ESS jako bezprecedensowo intensywne źródło neutronów

Od 1935 roku neutrony są rozpoznanym budulcem jądra atomowego. Elektrycznie neutralne cząsteczki o masie minimalnie większej od protonu, w odróżnieniu od swojego lżejszego brata, mają zdolność nieinwazyjnego przenikania przez materię. W szczególności materię, której budulcem nie są związki organiczne. Jednak uzyskanie swobodnych neutronów jest procesem wielokrotnie bardziej złożonym niż uzyskanie protonów. Znaną metodą jest użycie reakcji jądrowej, gdzie dostarczone neutrony powielają się lawinowo, dostarczając jednocześnie dużo energii. Inną metodą jest wymuszony rozpad jądra atomowego przy użyciu innych wysokoenergetycznych cząstek np. protonów. Proces ten nazywa się spalacją. W Lund w Szwecji powstaje European Spallation Source (ESS, Europejskie Źródło Spalacyjne), jako aparat badawczy nowej generacji wysoko strumieniowych źródeł spalacyjnych. Wyposażony w jedyny w swoim rodzaju protonowy akcelerator liniowy o niespotykanej intensywności, używany będzie do wymuszenia procesu spalacji na olbrzymim rotacyjnym celu. Powstałe neutrony, o bezprecedensowo wysokiej intensywności strumienia, użyte będą do badań materiałowych, medycznych i fundamentalnych. W tym seminarium krótko poruszymy historię neutronów, źródło neutronów w ESS, czyli cylinder o promieniu 2,6 m, wypełniony ciężkim metalem (wolframem) oraz wyzwania techniczno-instalacyjne z akceleratorem protonowym zaprojektowanego i budowanego dla takiego urządzenia.

28.09.2021, godz. 15:30, seminarium on-line

SHIM-POL AM Borzymowski, Warszawa, Polska

SHIM-POL AM Borzymowski, Warszawa, Polska, Laboratorium Elektrochemii, Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski, Warszawa, Polska

In vivo obrazowanie aktywności mózgu: Technika f-NIRS

Wraz z rozwojem nauki, techniki i technologii pojawiły się różne możliwości badawcze zaspokojenia oczekiwań społecznych dotyczących określenia stanu zdrowia mózgu ludzkiego. Obecnie, w tej dziedzinie są szeroko stosowane takie techniki jak elektroencefalografia (EEG), funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI), tomografia pozytronowa (PET), magnetoencefalografia (MEG), tomografia komputerowa (CAT), czy też stymulacja magnetyczna czaszki (TMS). Nową techniką w tej dziedzinie jest technika funkcjonalnej bliskiej podczerwieni (f-NIRS). Podstawą tej techniki jest spektrofotometryczne określenie stopnia natlenienia różnych części mózgu. Jest to jedyna technika umożliwiająca badanie aktywności mózgu w trakcie czynności życiowych; spacer, jedzenie, zabawa, rehabilitacja, czytanie, poznawanie zapachów, odczuwanie hałasu itp.. Technika ta umożliwia również rozróżnienie stanu mózgu w zależności od niszczącej go choroby, wylewy, demencja, depresja, czy też choroba Alzheimer’a. Wielką zaletą tej techniki jest jej nieinwazyjność. W trakcie wykładu zostaną omówione podstawy teoretyczne techniki f-NIRS oraz zastanie przedstawione szereg wyników doświadczalnych uzyskanych za pomocą tej techniki. Na zakończenie spotkania zostaną pokazane wyniki doświadczeń obrazowania tkanek za pomocą techniki MALDI-TOF oraz wyniki analizy płynu mózgowo rdzeniowego otrzymane za pomocą techniki LC-MS

15.06.2021, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr hab. Elżbieta Szostak

Zakład Dydaktyki Chemii, Wydział Chemii, Uniwersytet Jagielloński, Kraków, Polska

Od teorii do zastosowań praktycznych, blaski i cienie badań aplikacyjnych

Tempo rozwoju współczesnego świata oraz wszechobecna automatyzacja pracy maszyn popychają nas do szukania nowych rozwiązań, pozwalających sprostać zagrożeniu utraty bezpieczeństwa energetycznego. Jednym ze sposobów takich działań jest zwiększenie efektywności wykorzystania różnych form energii. Substancjami mogącymi wspomóc to działanie, w zakresie magazynowania energii cieplnej, są tak zwane materiały zmiennofazowe (PCM). Istotą działania tego typu materiałów jest występowanie w nich przemian fazowych charakteryzujących się dużymi wartościami ciepła utajonego. Dzięki wspomnianym właściwościom PCM są w stanie zarówno akumulować jak i uwalniać dużą ilość energii w zakresie temperatury przemiany fazowej. W ramach referatu nakreślona zostanie ścieżka, łącząca badania podstawowe z zastosowaniami praktycznymi. W szczególności opowiem Państwu jaką drogę przebyłam od czysto teoretycznego zainteresowania fenomenem przemian fazowych, do badań aplikacyjnych prowadzonych we współpracy z firmami działającymi w obszarze interesującego mnie zagadnienia. Zwrócę uwagę na problemy jakie dostrzegłam na etapie prowadzenia badań, ale nakreślę też perspektywy rozwoju i wskażę gałęzie nowych idei, jakie zrodziły się w związku z prowadzonymi badaniami

May 11^th, 2021 at 15:30, seminar on-line

Prof. dr hab. Mikhail G. Brik

CQUPT-BUL Innovation Institute and College of Sciences, Chongqing Iniversity of Posts and Telecommunications, People’s Republic of China, Chongqing, China

Institute of Physics, University of Tartu, Tartu, Estonia

Faculty of Science and Technology, Jan Długosz University, Częstochowa, Poland

Red phosphors for white LEDs

White light emitting diodes (LEDs) are widely used for both indoor and outdoor lighting applications. One of the main aims of research in this area is to produce white LEDs that mimic sunlight as closely as possible. Mixing emission of different colors is the way to get white light, but the main characteristics of the resultant emission depend crucially on properties of each component. For many years, white LEDs were composed of a blue GaN LED chip with yellow phosphor Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺, that partially converts blue light into yellow light. However, due to the lack of red light in this device, the produced white light is perceived to be a „cold” white light. Addition of a red phosphor to such LED can improve the emitted white light characteristics. In this presentation several basic approaches to get white light will be discussed, with highlighting their advantages and disadvantages. The role of different red phosphors in the white phosphor-converted LEDs for the lighting and agricultural applications will be shown, with several examples based on the original publications.

27.04.2021, godz. 15:30, seminarium online

Dr hab. Jacek Szczytko

Instytutu Fizyki Doświadczalnej, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski, Warszawa, Polska

Syntetyczne hamiltoniany w mikrownękach optycznych: pole magnetyczne i spin-orbita dla masywnych fotonów

Mikrownęki optyczne są miniaturowymi urządzeniami, w których dwa dielektryczne lustra zbliżono do siebie na odległość rzędu długości fali światła (1-2 mikrony). W tego typu rezonatorach optycznych można uzyskać fale stojące (mody) światła, które zachowują się w zupełnie nieoczekiwany sposób – jakby światło miało masę i spin. Opis tego typu fal stojących prowadzi do wielu ciekawych efektów topologicznych – polaryzacja fal propagujących się w tzw. modach wnęki przypomina egzotyczne stany spinowe ferromagnetyków: tzw. skyrmiony. Oddziaływania spin-orbita w układach fotonicznych wykorzystują analogię pomiędzy kwantowo-mechanicznym opisem układów spin-orbitalnych elektronów w ciele stałym, a syntetycznymi hamiltonianami i sztucznymi polami cechowania (ang. synthetic Hamiltonians, artificial gauges) wyprowadzonymi dla propagacji fal elektromagnetycznych w określonych strukturach przestrzennych (falowodach, metamateriałach itp). W naszej grupie na Wydziale Fizyki UW udało się zrealizować sztuczne oddziaływanie spin-orbita typu Rashba-Dresselhaus oraz syntetyczne pole magnetyczne (Zeemana) wykorzystując w tym celu mikrownękę optyczną wypełnioną ośrodkiem dwójłomnym wykonaną na Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie. Wykonano pomiary tomografii 3D w przestrzeni prostej i odwrotnej (przestrzeni pędów) w celu potwierdzenia wyników teoretycznych uzyskanych bezpośrednio z teorii grup i równań Maxwella dla światła propagującego się w mikrownęce optycznej. Inżynieria oddziaływania spin-orbitalnego w syntetycznych hamiltonianach opisujących światło w mikrownękach otwiera nowe możliwości budowy urządzeń fotonicznych opisanych hamiltonianami kwantowymi.

13.04.2021, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr hab. Łukasz Gondek, prof. AGH

Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków, Polska

Czy wodór jest paliwem przyszłości?

Zdecydowanie największym wyzwaniem technologicznym, przed którym obecnie stoimy, jest opracowanie efektywnych rezerwuarów energii. W dobie ograniczania emisji gazów cieplarnianych, coraz większy udział w rynku energii mają jej odnawialne źródła (OZE). Jednakże okazuje się, że niezrównoważona podaż tej energii stanowi ogromny problem dla sieci przemysłowych. Aby uniknąć strat energii pochodzących z OZE musimy ją magazynować, aby mogła być oddana do sieci w czasie, kiedy np. nie ma operacji Słońca, lub kiedy nie wieje wiatr. Obecnie rozważa się dwa scenariusze: magazynowanie energii elektrycznej w akumulatorach (bateriach) lub w formie wodoru. W ramach referatu zostaną omówione problemy, jakie należy przezwyciężyć, aby można było na szeroką skalę zastosować wodór jako nośnik energii. W szczególności opowiem o całym energetycznym cyklu wodorowym wskazując miejsca gdzie napotykamy problemy. Omówione zostaną metody produkcji i oczyszczania wodoru, jego transportu i magazynowania, a na końcu sposoby na odzyskanie energii w nim zmagazynowanej. Ponadto pokażę, że wodór jest atrakcyjny np. w fizyce ciała stałego, gdzie może stanowić istotny parametr, którym kontrolujemy właściwości elektronowe i strukturalne materii. Wyjaśnię także, dlaczego tytuł referatu kryje najzwyklejsze oszustwo.

16.03.2021, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr hab. Marek Wolf, prof. UKSW

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

O odległościach pomiędzy kolejnymi liczbami pierwszymi

W heurystyczny sposób wyprowadzę zwarty wzór na liczbę kolejnych liczb pierwszych p_n, p_n+1 < x oddzielonych o d = p_n+1 − p_n. Otrzymany wzór jest wyrażony wprost przez π(x) — liczbę wszystkich liczb pierwszych p < x. Jako zastosowanie można otrzymać formułę na maksymalny odstęp między parą kolejnych liczb pierwszych, zwarty wzór na uogólnione stałe Bruna, rozwiązać problem skaczących liderów (czyli najczęściej występującej odległości 6 = 2 × 3, 30 = 2 × 3 × 5, 210 = 2 × 3 ×5 × 7, itd.), przewidzieć, kiedy po raz pierwszy wystąpi para kolejnych liczb pierwszych odległa o d, odtworzyć wzór Eulera na sumę harmoniczną liczb pierwszych. Otrzymane wzory bardzo dobrze zgadzają się z obliczeniami komputerowymi do 2⁴⁸ = 2.81 … 10¹⁴.

12.01.2021, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr Michał Artymowski

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Nowa fizyka we Wszechświecie – rozwiązanie problemów kosmologii

Ewolucję Wszechświata opisujemy za pomocą dwóch fundamentalnych teorii: modelu standardowego i ogólnej teorii względności. Obie teorie są wielokrotnie potwierdzone doświadczalnie. Nie potrafią jednak wytłumaczyć całego szeregu obserwowanych zjawisk takich jak jednorodność i płaskość Wszechświata, ciemnej materii i ciemnej energii oraz powstania wielkoskalowej struktury Wszechświata. W moim referacie zaprezentuję szereg pomysłów na rozwiązanie problemów współczesnej kosmologii, nad którymi dotychczas pracowałem. Każdy z modeli wprowadza nową fizykę, rozszerza znaną nam fizykę cząstek elementarnych albo ogólną teorię względności.

15.12.2020, godz. 15:30, seminarium on-line

Prof. dr hab. Marek Godlewski

Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa, Polska

Nowa generacja markerów do walki z nowotworami i chorobami cywilizacji

W referacie omówię nowe, często zaskakujące, zastosowania wybranych tlenków metali (glinu, cynku, hafnu, cyrkonu i tytanu) w biologii i medycynie. Te tlenki badaliśmy dotąd (w mojej grupie badawczej w IFPAN) jako materiały do zastosowań w elektronice (tlenki podbramkowe, przezroczysta elektronika, spintronika, fotowoltaika), czy też w optoelektronice (przezroczyste kontakty, sensoryka). W chwili obecnej pracujemy nad alternatywnymi ich zastosowaniami (w formie nanocząstek) w biologii i medycynie. Omówione będą przykłady ich zastosowań jako markery zmian nowotworowych i transportery leków. Na koniec referatu omówię krótko najnowsze nasze badania dotyczące pokrycia implantów (aby przyspieszyć regeneracje tkanek i kości) czy też jako warstwy blokujące rozwój bakterii (a może także wirusów). Omówione prace badawcze prowadzone są wspólnie z grupami z SGGW ale zapraszam do współpracy koleżanki i kolegów z UKSW.

17.11.2020, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr Adam Zakrzewski

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa, Polska

O rozwiązaniu jednowymiarowego równania Schrödingera z dowolnym potencjałem i z dowolną dokładnością – stany związane

Metoda szeregów potęgowych jest dobrze znaną metodą rozwiązywania równań różniczkowych. Wszyscy mieliśmy z nią do czynienia już na pierwszych latach studiów, np. rozwiązując równanie Schrödingera dla atomu wodoru lub oscylatora harmonicznego. Okazuje się jednak, że jej zastosowanie do bardziej „skomplikowanych” potencjałów związane jest z poważnymi problemami. Pojawiają się one wtedy, kiedy chcemy otrzymać wynik w postaci numerycznej, a nie analitycznej, jak np. w przypadku wspomnianych powyżej układów kwantowych. W trakcie wykładu przedstawię niestandardowe zastosowanie tej metody z wykorzystaniem arytmetyki wysokiej precyzji i programów do obliczeń symbolicznych. Takie podejście umożliwia rozwiązywanie jednowymiarowego równania Schrödingera praktycznie z dowolną dokładnością, zarówno jeśli chodzi o energie, jak i funkcje falowe stanów związanych. W końcowej części wykładu omówię układy ze zmienną masą efektywną, rozwiązania równania Hartree-Focka dla atomu helu oraz molekularnego jonu wodoru, a także możliwe zastosowania do badania kondensatu Bosego-Einsteina.

20.10.2020, godz. 15:30, seminarium on-line

Prof. dr hab. Elżbieta Guziewicz

Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa, Polska

Spektroskopia fotoemisyjna – podstawy fizyczne oraz zastosowanie w badaniach ciała stałego

Spektroskopia fotoemisyjna jest techniką doświadczalną wykorzystywaną do badania struktury elektronowej materiałów. Polega ona na detekcji ibadaniu rozkładu energetycznego oraz kątowego fotoelektronów wybitych z badanego materiału. Podczas seminarium omówione zostaną podstawy fizyczne zjawiska fotoemisji oraz warunki eksperymentalne konieczne do przeprowadzenia pomiarów. Przedstawione zostaną różne rodzaje eksperymentów fotoemisyjnych, jak fotoemisja w nadfiolecie (UPS), fotoemisja rentgenowska (XPS), czy fotoemisja kątowo-rozdzielcza (ARPES). Oddzielna część seminarium dotyczyć będzie możliwości, jakie w badaniach fotoemisyjnych daje promieniowanie synchrotronowe (SR PES), zarówno przy badaniu niuansów struktury pasmowej, jak też badania powłok elektronowych o wysokiej korelacji (fotoemisja rezonansowa, RESPES). Wykład będzie zawierał przykłady badań fotoemisyjnych przeprowadzonych przez prowadzącą.

19.05.2020, godz. 15:30, seminarium on-line

Dr hab. Iaroslav Shopa, prof. UKSW

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Technika dynamicznego rozpraszania i luminescencji w charakteryzacji
pojedynczych mikro-kropelek z kulistymi nanocząstkami

Technika dynamicznego rozpraszania światła (DLS – Dynamic Light Scattering) została wykorzystana do badania powierzchni i struktury wewnętrznej pojedynczych parujących kropelek o wielkości mikrometrów, które lewitują w trójwymiarowej pułapce elektrodynamicznej. Fluktuacje natężenia rozproszonego światła analizowano za pomocą funkcji autokorelacji (ACF – AutoCorrelation Function) i przetwarzano w czasie rzeczywistym za pomocą korelatora cyfrowego. Pomiary ACF przeprowadzono dla dwóch długości fali lasera ‒ 497 nm (długość fali odpowiadająca barwie niebieskiej widma fal elektromagnetycznych) 654 nm (długość fali odpowiadająca barwie czerwonej widma fal elektromagnetycznych) ‒ stosując różne wielkości sferycznych nano-cząstek w zawiesinie. ACF niesztywnych klastrów składających się z nano-cząstek uzyskano na ostatnim etapie odparowywania kropelek. Luminescencyjne nano-cząstki tlenku gadolinu (Gd2O3) domieszkowane jonami Nd3+ wprowadzono w różne zawiesiny. Do wzbudzenia wykorzystano laser diodowy o długości fali 808 nm i mocy wyjściowej 1 W.

10.03.2020, godz. 15:30, sala 321, budynek 21

Dr hab. n. farm. Katarzyna Wiktorska, prof. NIL

Narodowy Instytut Leków, Warszawa, Polska

Związki pochodzenia naturalnego –przyszłość dla nowych leków
przeciwnowotworowych?

Nowotwory są jedną z głównych przyczyn zgonów na świecie, a ich liczba nieustannie wzrasta. Natura jest źródłem wielu związków, które znalazły zastosowanie w terapii nowotworów, jak na przykład paklitaksel wyizolowany z kory cisa zachodniego czy irinotekan-półsyntetyczny analog naturalnego alkaloidu kamptotecyny. Skuteczność stosowanej chemioterapii jest niezadowalająca, a jej efekty uboczne są poważne i obniżają komfort życia pacjenta. Dlatego istotnym kierunkiem badań jest poszukiwanie nowych rozwiązań dla terapii nowotworów, w tym związków, które mogłyby samodzielnie stać się lekiem lub udoskonalić istniejącą terapię. Niektóre związki pochodzenia naturalnego, jak np. izotiocyjaniany (ITC), lub ich syntetyczne analogii nie tylko wykazują właściwości przeciwnowotworowe, ale jednocześnie w prawidłowych komórkach wykazują działanie cytoprotekcyjne. Takie związki wydają się być idealnym kandydatem na nowy lek. Na seminarium przedstawione zostaną wyniki badań własnych nad opracowaniem nowych formulacji do zastosowań w terapii nowotworów gruczołu piersiowego z zastosowaniem ITC. Szczególnie dużo miejsca poświęcone będzie mikroskopowej analizie wewnątrzkomórkowej dystrybucji leków i nośników leków, a także efektów i mechanizmów ich działania – wizualizacji zmian w strukturach wewnątrzkomórkowych komórek prawidłowych i nowotworowych. Na koniec przedyskutowane będą perspektywy zastosowań związków pochodzenia naturalnego i opracowanych formulacji w terapii nowotworów.

11.02.2020, godz. 15:30, sala C008, budynek 24 (CLNP)

Mgr Łukasz Mioduszewski-Crawford

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Model gruboziarnisty białek nieuporządkowanych

Około jedna trzecia ludzkich białek nie przyjmuje jednego ściśle ustalonego kształtu lecz jest „inherentnie nieuporządkowana”. Aby lepiej zrozumieć, jak zmienna struktura takich białek wpływa na ich właściwości, stosuje się m.in. symulacje komputerowe. Aby modelować większe układy w dłuższych skalach czasowych wprowadza się znaczne uproszczenia: grupy atomów traktuje się jako efektywne „pseudoatomy”, a cząsteczki rozpuszczalnika nie są explicite reprezentowane. Tracąc w tym gruboziarnistym obrazie część szczegółów można starać się odwzorować oddziaływania między dziesiątkami białek, co w przypadku reprezentacji „pełnoatomowych” wymagałoby zbyt dużych mocy obliczeniowych, zwłaszcza dla białek nieuporządkowanych, których zmiany kształtu potrafią zachodzić w czasie rzędu setek mikrosekund. Na seminarium przedstawiony zostanie autorski model gruboziarnisty. Omówione zostanie to co odróżnia go od innych istniejących modeli, a także jego przykładowe zastosowania, wśród nich symulacje agregacji białek bogatych w glutaminę (związanych z chorobami neurodegeneracyjnymi), oraz elastyczności glutenu (kluczowej dla jakości pieczywa).

14.01.2020, godz. 15:30, sala 309, budynek 23

Dr hab. inż. Magdalena parlińska-Wojtan

Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego, Polska Akademia Nauk, Kraków, Polska

Dr inż. Elżbieta Drzymała

Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego, Polska Akademia Nauk, Kraków, Polska

Czy można wyprodukować idealną nanocząstkę?

Nanocząstki (NPs) o rozmiarach pomiędzy 2 a 50 nm stają się coraz bardziej popularne, ponieważ mogą znaleźć zastosowania w inżynierii materiałowej, chemii, katalizie, medycynie i biologii. Dużym zainteresowaniem cieszą się nanocząstki o różnorodnych kształtach, gdyż można je zaprojektować do konkretnej aplikacji oraz wytwarzać tanimi metodami syntez chemicznych. W niniejszej pracy przeprowadzone zostały badania morfologiczne i analityczne techniką transmisyjnej mikroskopii elektronowej (STEM i EDS) różnych rodzajów NPs do zastosowań katalitycznych oraz biomedycznych. Przebadano trójwymiarowe (3D) katalizatory będące obiecującymi nanomateriałami do utleniania etanolu (EOR) w ogniwach paliwowych. Są to nanocząstki Pt(Rh)Ni3 w kształcie dwunastościanów rombowych, które składają się z niklowego rdzenia i otaczającego go platynowego szkieletu zewnętrznego. Po usunięciu rdzenia, pozostająca pusta nanoramka Pt oferuje znacznie większą powierzchnię aktywną w porównaniu do sferycznych NPs. Obecnie najlepszym, znanym w literaturze katalizatorem do EOR jest układ PtRh/SnO2, dlatego też nanoramki zostały udekorowane nanocząstkami SnO2 lub też SnO2 zostało wprowadzone w postaci warstwy poprzez reakcję wymiany galwanicznej z Ni. Drugi temat badań związany jest z elektrokatalitycznym utlenianiem etanolu (EOR) oraz próbą zastąpienia Rh w katalizatorze trójskładnikowym PtRh/SnO2 przez tańszy ren. Katalizator Pt/Re/SnO2 wykazuje ponad ośmiokrotnie wyższe wartości gęstości prądu w porównaniu z komercyjnie dostępnym katalizatorem platynowym. Najnowsza tematyka badawcza związana jest z opracowaniem powtarzalnej metody syntezy nanocząstek Pt, Au, Pd o różnych kształtach lub składających się z magnetycznego rdzenia otoczonych albo metalem szlachetnym tj. Au lub Pt, lub warstwą biokompatybilną np. SiO2, które znajdą zastosowanie w poprawie efektywności fototerapii, terapii protonowej oraz w obrazowaniu rezonansem magnetycznym.

10.12.2019, godz. 15:30, sala 424, budynek 23

Prof. dr hab. Piotr Szymczak

Instytutu Fizyki Teoretycznej, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski, Warszawa, Polska

Osmoza, adsorpcja i przepływ – zagadki powstawania agatów

Agaty to minerały zbudowane z mikrokrystalicznego kwarcu ułożonego w charakterystyczne, różnobarwne wstęgi. Powstają w procesie osadzania krzemionki na ściankach pustek w skałach magmowych. Z uwagi na duże różnice stężeń molowych krzemionki w roztworze i fazie stałej, znacząca objętość roztworu krzemionki jest niezbędna do uformowania pojedynczej geody agatowej. W jaki jednak sposób roztwór dostaje się do wnętrza geody i – co równie istotne – jaki jest mechanizm nieustannego uzupełniania stężenia krzemionki podczas osadzania kolejnych warstw agatowych? Wskazówką do rozwikłania tych zagadek jest obecność charakterystycznych, cebulowatych struktur na brzegach geody, w pobliżu których warstwy agatowe są dużo cieńsze. Według jednej z hipotez dotyczących genezy agatów struktury te to kanały infiltracyjne, przez które roztwór krzemionki dostawał się do wnętrza geody. Podczas seminarium omówione zostaną wyniki symulacji numerycznych pokazujących, jak dynamika sprzężonych procesów przepływu i wydzielania się krzemionki z roztworu łączy się z finalnym kształtem kanału infiltracyjnego oraz ich implikacje dla możliwych mechanizmów powstawania agatów.

12.11.2019, godz. 15:30, sala 1425, budynek 14

Prof. dr hab. Wiesław Macek

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Turbulencja na skalach magnetohydrodynamicznych i kinetycznych
na podstawie misji kosmicznych

Turbulencja jest bardzo złożonym zjawiskiem, które pozostaje nadal nieustającym wyzwaniem dla nauki współczesnej. Wiatr słoneczny – strumień plazmy wypływający ze Słońca, składający się z cząstek naładowanych (przeważnie jonów i elektronów) unoszący ze sobą pole magnetyczne – wypełnia heliosferę oraz najbliższe otoczenie plazmowe ziemskiej magnetosfery, i w pewnym sensie może być uważany za swoiste laboratorium do badania tego zagadnienia. Aby zrozumieć fizyczne mechanizmy rządzące turbulencją w naszym kosmicznym środowisku plazmowym, musimy zbadać dane doświadczalne na różnych skalach, w tym także na skalach kinetycznych znacznie mniejszych niż skale charakterystyczne dla opisu plazmy w teorii magnetohydrodynamicznej (MHD). Przedstawię wyniki uzyskane na podstawie analizy danych z sondy kosmicznej dalekiego zasięgu Voyager w heliosferze (na skalach MHD, rzędu dni) oraz sondy THEMIS badającej magnetosferę Ziemi (na skalach sekundowych). Ostatnio duże możliwości daje Magnetosferyczna Misja Wieloskalowa, Magnetospheric Multiscale (MMS) mission, penetrująca od 2015 roku rozmaite obszary wiatru słonecznego i magnetosfery Ziemi. Należy podkreślić, że niespotykana do tej pory bardzo duża zdolność rozdzielcza magnetometru (rzędu milisekund) umożliwiła analizę widmową turbulencji na skalach kinetycznych o rozmiarach rzędu zaledwie dziesiątek kilometrów, a więc niezwykle małych w naszym otoczeniu kosmicznym. Można więc mieć nadzieję, że wyniki tych badań uzyskanych we współpracy międzynarodowej mogą się przyczynić do lepszego zrozumienia fizycznych mechanizmów turbulencji.

15.10.2019, godz. 15:30, sala C008, budynek 24 (CLNP)

Prof. dr hab. Jan Mostowski

Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa, Polska

Struktury geometryczne atomów i jonów

Od pewnego czasu fizycy maja możliwości pułapkowania jonów i również neutralnych atomów oraz precyzyjnej detekcji ich położenia. Istnieją też możliwości doprowadzenia układu spułapkowanych cząstek do stanu o najmniejszej możliwej energii, czyli stanu podstawowego. W takich warunkach jony jak również neutralne atomy tworzą pewne struktury geometryczne. Łatwo można określić stan podstawowy jonów w pułapce. Osiągnięty jest on wtedy, gdy elektrostatyczne odpychanie między jonami jest zrównoważone przez siły wiążące pułapki. W tym stanie jony ustawiają się w wierzchołkach brył o symetrii niższej niż symetria pułapki. Podczas referatu przedyskutowane zostaną te bryły, czyli tak zwane kryształy kulomba. Pułapkowanie neutralnych atomów jest trudniejsze niż pułapkowanie jonów ze względu na to, że siły działające na atomy w polu elektromagnetycznym są mniejsze. Również oddziaływania międzyatomowe są słabsze niż elektrostatyczne oddziaływania jonów. Możliwe jest jednak pułapkowanie atomów i detekcja ich położeń. Atomy podlegające statystyce bozonowej w stanie podstawowym w pułapce tworzą chmurę bez widocznej struktury geometrycznej. Atomy fermionowe ustawiają się w pobliżu wierzchołków brył o niebanalnej symetrii. W trakcie referatu omówione zostaną te bryły, czyli tak zwane kryształy Pauliego oraz możliwości ich detekcji.

17.09.2019, godz. 15:00, sala C008, budynek 24 (CLNP)

Dr Adam Zakrzewski

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa, Polska

Niepewności pomiarowe w pracowni fizycznej

Na seminarium zostaną przedstawione międzynarodowe normy szacowania niepewności pomiarowych, a także problemy związane z praktycznym stosowaniem metody najmniejszych kwadratów.

04.06.2019, godz. 16:30, sala C008, budynek 24 (CLNP)

Prof. dr hab. inż. Mirosław Karpierz

Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska, Warszawa, Polska

Nieliniowa optyka w ciekłych kryształach

Na początku wykładu podane zostaną ogólne informacje dotyczące Wydziału Fizyki PW i tematyk naukowych realizowanych na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej. Następnie omówione zostaną badania prowadzone w Pracowni Optyki Nieliniowej w Zakładzie Optyki i Fotoniki, a w szczególności unikalne właściwości nematycznych ciekłych kryształów pod kątem ich wykorzystania do obserwacji.

03.04.2019, godz. 12:30, sala 019, budynek 24 (CLNP)

Ks. Dr inż. Marek Muzyk

Instytut Nauk Fizycznych, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, Polska

Wyznaczanie właściwości metali i stopów na podstawie obliczeń teorii funkcjonału gęstości