Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Wirtualny spacer po Centrum SOLARIS

Grafika symbolizująca link do wirtualnego spaceru

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Opiekun w SOLARIS: Alexey Maximenko, Promotor: Konrad Szaciłowski
Krótki opis: Projekt będzie oparty na podejściu hybrydowym - połączeniu modelowania teoretycznego (chociaż wcześniejsze doświadczenia z symulacjami komputerowymi nie są wymagane) z eksperymentalną realizacją obwodów memrystywnych w oparciu o cienkie warstwy półprzewodnikowe i nanocząstki. Część eksperymentalna obejmie wytwarzanie urządzeń (spin-coating, drop casting, rozpylanie), pomiary elektryczne, w tym spektroskopie impedancyjne, optyczne i EXAFS oraz różne techniki przetwarzania sygnałów. Elementy memrystywne zostaną przygotowane techniką sekwencyjnego nanoszenia warstw, natomiast techniki napylania będą wykorzystywane do wytwarzania kontaktów elektrycznych. Obliczenia rezerwuarowe będą realizowane w systemie składającym się z memrystora lub obwodu memrystywnego, analogowego potencjostatu/wzmacniacza sygnału/źródła pomiarowego, modulatora światła opartego na diodach LED oraz syntezatora polifonicznego, linii opóźniających i analizatorów sygnału. Cały sprzęt, w tym syntezator Waldorf Blofedl, elektroniczne moduły kondycjonowania sygnału (TC Electronics G-major 2, G-Lab, Boss DD-20), analizatory dystorsji, miksery sygnału (DN-412X, Denon i ZED60-14FX, Allen & Heath ) oraz analizator sygnału audio UPV (Rohde & Schwarz, Niemcy) są dostępne w laboratoriach ACMiN.

Opiekun w SOLARIS: Alexey Maximenko, Promotor: Sebastan Molin
Krótki opis: Magazynowanie coraz większej ilości energii odnawialnej stanowi ważne wyzwanie naukowe i technologiczne. Jednym z możliwych nośników energii w przyszłym systemie energetycznym jest wodór, który może być wytwarzany np. w procesie elektrolizy wody zasilanym energią słoneczną/wiatrową. Rozkład wody na wodór i tlen wymaga zastosowania katalizatorów, które umożliwiają efektywne zachodzenie procesu elektrolizy przy niskich stratach energetycznych. Nasza grupa pracuje nad materiałami z grupy spineli tlenkowych, np. na bazie MnCo2O4 lub Mn2CuO4. W celu poprawy ich właściwości katalitycznych modyfikujemy materiały poprzez kontrolowane wprowadzenie nowych pierwiastków. Do tej pory badania strukturalne prowadzone były jedynie ex-situ, tj. przed/po procesie elektrochemicznym przez wykorzystanie tradycyjnych metod (dyfraktometria rentgenowska XRD, badania mikroskopowe, badania synchrotronowe – linia PIRX - dawna linia XAS w SOLARIS). Konstrukcja linii ASTRA (dawna linia SOLABS) umożliwia prowadzenie pomiarów PIRX w trybie operando – podczas zachodzenia procesu elektrolizy. Wykorzystanie nowej linii oraz specjalnego układu pomiarowego umożliwi obserwację zmian strukturalnych spineli w realnych warunkach pracy (zmienny potencjał elektrody), co pozwoli na dogłębne zrozumienie mechanizmu działania katalizatorów i umożliwi dalsze poprawienie właściwości funkcjonalnych.

Opiekun w SOLARIS: Alexey Maximenko, Promotor: Anna Potysz
Krótki opis: Odpady metalurgiczne składają się z różnych faz mineralnych i zawierają stosunkowo wysokie ilości pierwiastków potencjalnie toksycznych (np. Pb, Cd i As) nieodzyskanych podczas procesu hutniczego. Siarczki są istotnymi nośnikami pierwiastków potencjalnie toksycznych w tego typu odpadach. Bardzo istotną kwestią warunkującą migrację metali z odpadów do środowiska jest podatność poszczególnych składników (faz) na procesy biowietrzenia uwzględniające wpływ mikroorganizmów. Jednakże, migracja metali uwalnianych z odpadów do środowiska zależy również od czynników warunkujących ich unieruchomienie, czyli np. wytrącanie faz wtórnych. Zatem zarówno czynniki (bio)wietrzenia, jak również czynniki hamujące migrację metali powinny zostać dobrze poznane, ponieważ pełne zrozumienie procesów zachodzących na składowiskach ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania rozprzestrzenianiu się zanieczyszczeń w środowisku. Badania prowadzone w ramach współpracy Uniwersytetu Wrocławskiego z Narodowym Centrum Solaris mają na celu: (a) prześledzenie procesu rozpuszczania siarczków oraz tworzenia faz wtórnych (np. siarczanów) powstających w danych warunkach środowiskowych, a także (b) określenie stabilności faz wtórnych w danych warunkach środowiskowych.

Opiekun w SOLARIS: Marcin Zając, Promotor: do ustalenia
Krótki opis: Podstawowym materiałem dla optoelektroniki i elektroniki wysokoenergetycznej są azotki-III. Ich funkcjonalność rozszerza się poprzez inżynierię pasma wzbronionego (domieszkowanie) takich materiałów jak AlN, GaN i InN. Kluczowym parametrem w tych związkach jest struktura elektronowa, której znajomość wpłynie nie ulepszenie obecnych urządzeń bazujących na w/w materiałach. Techniki synchrotronowe bazujące na zjawisku absorpcji takie jak PIRX (dawna linia XAS) oraz UARPES proponuje się do zastosowania w badaniach struktury elektronowej tych materiałów. Praca badawcza będzie polegała na wytworzeniu za pomocą metod epitaksjalnych (MBE/MOVPE) oraz charakteryzacji lub tylko na charakteryzacji struktur półprzewodnikowych bazujących na GaN. Wytwarzanie struktur półprzewodnikowych będzie możliwa w laboratorium epitaksji Sieci Badawczej Łukasiewicz – Port Polski Ośrodek Rozwoju Technologii we Wrocławiu. Zastosowanie technik synchrotronowych będzie realizowana na synchrotronie SOLARIS.

Opiekun w SOLARIS: Katarzyna Sowa, Promotor: Paweł Korecki
Krótki opis:Proponowana praca doktorska koncentruje się na rozwoju metodologii mikro-obrazowania rentgenowskiego i mikro-spektroskopii rentgenowskiej oraz ich zastosowaniu w badaniach interdyscyplinarnych (fizyka, chemia, nauki przyrodnicze, nauki o Ziemi, dziedzictwo kulturowe) na budowanej linii badawczej PolyX w Narodowym Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS w Krakowie.
Głównym zadaniem pracy jest opracowanie protokołu multimodalnego obrazowania rentgenowskiego (radiografia i tomografia absorpcyjna i kontrastu fazowego, rentgenowskie obrazowanie fluorescencyjne, oraz rentgenowska spektroskopia absorpcyjna) na linii badawczej PolyX. Kandydat dołączy do działań interdyscyplinarnego zespołu fizyków, informatyków i inżynierów SOLARIS i będzie miał możliwość włączenia się w uruchomienie i pierwsze eksperymenty na nowej linii badawczej PolyX. Studia doktoranckie będą realizowane w Szkole Doktorskiej Nauk Ścisłych i Przyrodniczych na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej (UJ).

Opiekun w SOLARIS: Katarzyna Sowa, Promotor: Paweł Korecki
Krótki opis: Proponowana rozprawa doktorska dotyczy wielowiązkowych metod obrazowania rentgenowskiego, które zostały niedawno zademonstrowane przy użyciu lamp rentgenowskich.
Głównym zadaniem pracy jest wdrożenie wielowiązkowego obrazowania rentgenowskiego na linii badawczej PolyX, która powstaje w Narodowym Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS w Krakowie. W szczególności kandydat spróbuje wdrożyć wielowiązkową submikronową tomografię rentgenowską do obrazowania 3D oraz plenooptyczną mikroskopię rentgenowską do obrazowania warstwowego.
Kandydat dołączy do działań interdyscyplinarnego zespołu fizyków, informatyków i inżynierów SOLARIS i będzie miał możliwość włączenia się w uruchomienie i pierwsze eksperymenty na nowej linii badawczej PolyX. Studia doktoranckie będą realizowane w Szkole Doktorskiej Nauk Ścisłych i Przyrodniczych na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej (UJ).

Opiekun w SOLARIS: Katarzyna Sowa, Promotor: Paweł Korecki
Krótki opis: Celem proponowanej pracy doktorskiej jest pomiar parametrów energetycznych i przestrzennych wiązki rentgenowskiej generowanej na linii eksperymentalnej PolyX, która jest budowana w Narodowym Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS w Krakowie.
Kandydat dołączy do działań interdyscyplinarnego zespołu fizyków, informatyków i inżynierów SOLARIS i będzie miał możliwość włączenia się w uruchomienie i pierwsze eksperymenty na nowej linii badawczej PolyX. Studia doktoranckie będą realizowane w Szkole Doktorskiej Nauk Ścisłych i Przyrodniczych na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej (UJ).

Opiekun w SOLARIS: Tomasz Wróbel, Promotor: Tomasz Wróbel
Krótki opis: This project focuses on the development of proper approaches with IR imaging as a tool for understanding the microenvironment of cancer. The aim is to create label-free, non-destructive and highly accurate comprehensive histopathological models of pancreatic and breast cancers using machine learning. IR imaging at the tissue level offers a wealth of information and proper processing is crucial for creating robust classification models, which can be relevant for the clinician. The specific goals will include FT-IR data acquisition on the newly built CIRI beamline (before SOLAIR beamline), creation of machine learning models and optimization in terms of accuracy vs. robustness.

Opiekun w SOLARIS: Tomasz Wróbel, Promotor: Tomasz Wróbel
Krótki opis: This project focuses on creating appropriate experimental approaches for biomedical sample preparation and measurements in the nanoscale. AFM based IR imaging is a new sub-field of IR imaging and presents new challenges for single cells or biomaterials characterization. This project will be primarily focused on developing a protocol for sample handling and measurements. Once this is established a series of cell lines representative of civilization diseases will be studied along with the effects of drugs. The specific goals will include AFM-IR data acquisition on the newly built CIRI beamline (before SOLAIR beamline), cell cultures and data handling.

Opiekun w SOLARIS: Maciej Kozak, Promotor: Maciej Kozak
Krótki opis: In recent years a number of novel nanosystems, based on carbon nanomaterials, has been proposed. However, the components of these systems - carbon nanofibers, graphene or fullerenes can exhibit also serious nanotoxic effects. Mainly they induce the distortion of a lipid bilayer structure within the biological membrane. Therefore the main goal of this project is a characterisation of the influence of different carbon nanomaterials on the structure of a model biomembrane systems based on phosphatidylcholine derivatives (DPPC, DMPC, DOPC). The structure will be studied by combination of small angle X-ray scattering, atomic force microscopy and spectroscopic methods.

Opiekun w SOLARIS: Jakub Szlachetko, Promotor: Wojciech Tabiś
Krótki opis: Zastosowanie jednoosiowego ciśnienia do modyfikacji stanów w silnie skorelowanych elektronowo układach kwantowych jest dynamicznie rozwijającym się obszarem badawczym. W odróżnieniu od ciśnienia hydrostatycznego, takie naprężenie przyłożone w określonym kierunku umożliwia modyfikację właściwości fizycznych materiału poprzez indukowanie zmian w symetrii sieci i deformację lokalnego otoczenia elektronowego w badanym związku. W przeciwieństwie do kwantowych przejść fazowych indukowanych domieszkowaniem, zastosowanie jednoosiowego ciśnienia pozwala kontrolować właściwości układu w sposób ciągły i bez zmian składu chemicznego lub gęstości defektów. Projekt będzie skupiał się na opracowaniu oprzyrządowania umożliwiającego stosowanie ciśnienia jednoosiowego w eksperymentach transportu elektronowego i rozpraszania promieniowania rentgenowskiego oraz na badaniu różnych faz i związanych z nimi przejść fazowych w różnych materiałach poddanych działaniu ciśnienia jednoosiowego.

Opiekun w SOLARIS: Alexey Maximenko, Promotor: Konrad Szaciłowski
Krótki opis: W niniejszym projekcie planuje się zaprojektowanie i zbadanie dwóch klas związków chemicznych, które z jednej strony będą łączyły cechy półprzewodnikowe i ferroelektryczne, a z drugiej będą wolne od wad perowskitów ołowiowych (większa trwałość i mniejsza toksyczność). Ponadto przewiduje się, że nowe materiały umożliwią precyzyjne strojenie właściwości elektrycznych w celu uzyskania memrystorów o pożądanych właściwościach. Struktura otrzymanych związków będzie weryfikowana w badaniach XRD, a także przy użyciu spektroskopii optycznej, oscylacyjnej i XANES. Materiały te zostaną dokładnie scharakteryzowane pod względem struktury oraz właściwości elektrycznych. Planuje się wykonanie serii memrystorów cienkowarstwowych z wykorzystaniem otrzymanych materiałów, których działanie będzie oparte o modulację bariery energetycznej na złączu metal-półprzewodnik (tzw. bariery Schottky’ego). Konfiguracja taka powinna zapewnić znacznie lepsze parametry memrystora, w szczególności większą trwałość i mniejsze zużycie energii w procesie przełączenia.

Opiekun w SOLARIS: Alexey Maximenko, Promotor: Jakub Szlachetko
Krótki opis: Półprzewodnikowe kropki kwantowe stanowią obecnie jedną z najatrakcyjniejszych klas materiałów z wieloma potencjalnymi zastosowaniami m.in. w fotokatalizie, fotowoltaice, wyświetlaczach najnowszej generacji i innych urządzeniach optoelektronicznych. Niestety, poważnym problemem, hamującym wykorzystanie kropek kwantowych jest powszechna obecność w ich składzie toksycznych pierwiastków takich jak kadm czy ołów. Stosunkowo nową i obiecującą alternatywą wydają się być półprzewodnikowe nanokryształy bazujące na cynku, jednak wykorzystanie tego rodzaju materiałów wymaga badań określających w jaki sposób modulacja ograniczenia kwantowego warunkuje ich właściwości. Celem pracy doktorskiej jest zbadanie jak efekty ograniczenia kwantowego w nanostrukturach zawierających związki cynku z pierwiastkami 16 grupy układu okresowego (siarka, selen, tellur) wpływają na ich konfigurację elektronową.

Opiekun w SOLARIS: Alexey Maximenko, Promotor: Łukasz Laskowski
Krótki opis: W ramach prac prowadzonych wcześniej przez zespół opracowano funkcjonalny materiał wykazujący znaczną odpowiedź nieliniowo optyczną (NLO) na wzbudzenie światłem laserowym. Co więcej, natężenie drugiej i trzeciej harmonicznej światła mogło być precyzyjnie strojone poprzez modyfikację stopnia funkcjonalizacji materiału. Dzięki temu możliwa stała się optymalizacja (maksymalizacja) odpowiedzi NLO. Powstała koncepcja materiału opartego na porowatej matrycy krzemionkowej, w której grupy funkcyjne byłyby rozlokowane naprzemiennie. Dzięki wzajemnym oddziaływaniom, teoretycznie byłaby możliwa zmiana przestrzennego rozkładu ładunku, co powodować by mogło znaczący wzrost hiperpolaryzowalności. To, teoretycznie umożliwi przygotowanie materiału o pożądanych dla fotoniki własnościach NLO, i dającego się sterować czynnikiem zewnętrznym (dodatkową wiązką laserową). W ramach pracy doktorskiej planuje przeprowadzenie symulacji numerycznych, przygotowanie serii materiałów oraz przeprowadzenie eksperymentów fizycznych ze szczególnym naciskiem na badania nieliniowo optyczne. Hipoteza naukowa może być sformułowana następująco: oddziaływania międzymolekularne pomiędzy pewnymi grupami funkcyjnymi precyzyjnie rozlokowanymi przestrzennie w matrycy mogą znacząco poprawić laserowo-stymulowaną odpowiedź nieliniowo optyczna materiału.

Opiekun w SOLARIS: Alexey Maximenko, Promotor: Łukasz Laskowski
Krótki opis: Obecnie materiały nanokompozytowe są intensywnie badane przez wiele środowisk naukowych. Dzięki precyzyjnie zaprojektowanym własnościom znajdują one zastosowania w wielu gałęziach zarówno przemysłu, jak i nauki. Jednakże, ta prężnie rozwijająca się gałąź nauki często wymaga bardzo wyszukanych metod syntezy, nie zawsze możliwych do implementacji w klasycznych laboratoriach chemicznych. Dlatego też, poszukiwanie nowych metod produkcji takich materiałów wydaje się być uzasadnione. Celem pracy będzie wytworzenie i zbadanie własności nowych nanokompozytów opartych na magnetykach molekularnych typu Mn12 osadzonych na sferycznych podłożach: przewodzących (węglowych) i nieprzewodzących (krzemionkowych). W ramach rozprawy zbadany zostanie wpływ przewodnictwa podłoża na własności magnetyczne otrzymanych nanokompozytów.

Opiekun w SOLARIS: Alexey Maximenko, Promotor: Anna Chrobok, Promotor pomocniczy: Piotr Latos
Krótki opis: Tematem przedstawionej dysertacji będzie otrzymywanie nowych cieczy jonowych opartych o różne kompleksy metali. Założenie projektu zakłada otrzymywanie związków jonowych z soli organicznych i nieorganicznych. W wyniku tej reakcji następuje zwiększenie stopnia koordynacyjnego głównego metalu lub niemetalu, dzięki czemu otrzymane związki będą charakteryzowały się doskonałymi właściwościami katalitycznymi, które będą dedykowane do lekkiej syntezy organicznej m.in. estryfikacji, alkilowania czy kondensacji. Otrzymane związki będą charakteryzowały się wysoką innowacyjnością oraz wysoką zdolnością aplikacyjną. Najważniejszym aspektem tych badań jest odpowiednia charakterystyka materiałów, początkowo zakłada się użycie technik typu magnetycznego rezonansu jądrowego, spektroskopii Ramana, podczerwieni oraz analizy elementarnej lub ICP-OES. Dlatego też wykorzystanie linii ASTRA (dawna linia SOLABS) będzie doskonałym uzupełnieniem powyższych metod do pełnej charakterystyki nowych cieczy jonowych i pozwoli to na istotny wkład w rozwój dziedziny katalizy.

Opiekun w SOLARIS: Joanna Stępneń, Promotor: Marcin Sikora, Promotor pomocniczy: Aleksandra Szkudlarek
Krótki opis: Projekt eksperymentalny dedykowany badaniom zjawisk wpływających na morfologię i szybkość wzrostu ultracienkich warstw miedzi na podłożach twardych i elastycznych z wykorzystaniem metody ALD (ang. Atomic Layer Deposition). Wykorzystanie tego typu warstw w urządzeniach elastycznej elektroniki wymaga zrozumienia procesów rządzących formowaniem wiązań i tworzeniem interfejsu między warstwą a podłożem w początkowym etapie nukleacji. Będzie to możliwe dzięki badaniom in-situ z wykorzystaniem technik spektroskopii rentgenowskiej – metody XAS i XRF. Projekt będzie realizowany w ramach grantu NCN OPUS-LAP (współpraca bilateralna między ACMiN AGH i EMPA Thun, Szwajcaria) w trzech fazach: badania spektroskopowe ex-situ, uruchomienie komory do badan in-situ i badania spektroskopowe in-situ.

Opiekun w SOLARIS: Natalia Olszowska, Promotor: do ustalenia
Krótki opis: Badanie i analiza struktury pasmowej (ARPES) oraz spinowej (spin-ARPES) topologicznie nietrywialnych semimetali Weyla i/lub Diraca w układach chiralnych takich jak CdAs2 czy NbAs2 wraz z modyfikacją struktury powierzchniowej przez nanoszenie metali alkalicznych w celu badania pasm przewodnictwa. W ramach pracy doktorskiej należy wykonać optymalizację filtrów spinowych wraz z pomiarami funkcji Shermana oraz analizą spinową pasm w punktach i liniach nodalnych.

Opiekun w SOLARIS: Adriana Wawrzyniak, Promotor: do ustalenia
Krótki opis: Linia diagnostyczna LUMOS pozwala na obrazowanie wiązki elektronowej za pomocą światła widzialnego. Aktualnie linia jest zbudowana i pozwala na pomiary poprzeczne i podłużne wiązki elektronowej, natomiast linia wymaga kalibracji oraz dalszego rozwoju by móc poszerzyć pomiary o dodatkowe funkcjonalności. Zadaniem doktoranta jest zapoznanie się projektem linii, wykalibrowanie układu, aby móc wykonać pomiary wysokiej rozdzielczości oraz rozbudowanie układu optycznego o dodatkowe funkcjonalności, tj. pomiar wypełnienia pierścienia pakietami elektronowymi, pomiar rozkładu wypełnienia pierścienia, implementacja systemu szczelin celem wykorzystania interferometrii do poprawy rozdzielczości linii.

Opiekun w SOLARIS: Adriana Wawrzyniak, Promotor:  do ustalenia
Krótki opis: W synchrotronie Solaris, w pierścieniu akumulacyjnym, cząstki (elektrony) posiadające już energię około 550 MeV – pochodzącą z akceleratora liniowego, są „przyspieszane” do energii 1,5 GeV za pośrednictwem układu RF z dwiema głównymi wnękami rezonansowymi (aktywnymi), służącymi do kompensacji strat energii wiązki elektronów, oraz dwiema wnękami Landau’a (pasywnymi). Źródłem pola elektrycznego we wnękach głównych jest fala elektromagnetyczna (CW) o mocy max 60kW na każdą wnękę, pochodząca z układu LLRF (Low Level RF) za pośrednictwem wzmacniaczy, cyrkulatorów, linii przesyłowej, dostarczona do wnęki za pomocą power couplera – anteny pętlowej. Cyrkulatory w tym układzie pełnią funkcję zabezpieczającą (izolator), co oznacza że fala odbita z wnęki, powinna zostać przekierowana do odpowiedniego wyjścia izolatora i rozproszona w sztucznym obciążeniu, nie uszkadzając transmiterów. Celem pracy jest zaprojektowanie i budowa cyrkulatora dla mocy do 30 kW, dla potrzeb stanowiska diagnostycznego. Pozostałe parametry urządzenia, powinny być takie same jak cyrkulatorów pracujących z dużą mocą.

Widok zawartości stron Widok zawartości stron