Bez względu na etap studiów, gorąco zapraszamy do współpracy!
Zachęcamy do zapoznania się ze zrealizowanymi tematami prac w naszej grupie.
Jeśli tematyka naszych badań Cię zainteresowała skontaktuj się z którymś z członków grupy – wspólnie na pewno znajdziemy ciekawy projekt badawczy dla studenta na każdym poziomie.
Co robimy w laboratorium?
W naszym laboratorium zajmujemy się optycznymi badaniami nanostruktur półprzewodnikowych (kropki kwantowe, nanodruty, studnie kwantowe, etc.) oraz materiałów warstwowych (grafen, WSe2, MoSe2, CrSBr etc.). Do badań używamy niskich temperatur (badania w ciekłym helu T=-267C=4.2K), wysokich pól magnetycznych (11T, a w ramach współpracy z ośrodkami we Francji do 35T) oraz ultraszybkich impulsów laserowych (impulsy femto- i piko- sekundowe). Dzięki zastosowaniu ultraszybkich detektorów takich jak kamery smugowe oraz superczułe fotodiody lawinowe możemy przeprowadzać zaawansowane eksperymenty rozdzielone czasowo.
Nasza grupa ma dostęp do Laboratoriów technologii półprzewodników i nanostruktur półprzewodnikowych, między innymi – laboratorium epitaksji z wiązek molekularnych (MBE, z ang. Molecular Beam Epitaxy) oraz laboratorium litografii. Możliwość wytwarzania na miejscu zaprojektowanych przez nas struktur pozwala na szybką optymalizację otrzymywanych próbek, a także efektywne przeprowadzanie skomplikowanych eksperymentów.
Do naszych specjalności należą badania pojedynczych jonów magnetycznych w pojedynczych kropkach kwantowych. Oznacza to, że jesteśmy w stanie badać własności jednego jonu magnetycznego (np. manganu 2+) w kropce kwantowej. Zmieniając materiał kropki kwantowej a także, dobierając odpowiednio jon magnetyczny możemy badać różne typy oddziaływań zachodzących w takim systemie. W naszej grupie badaliśmy już kropki z bardzo różnymi jonami – przede wszystkim z jonami manganu, kobaltu czy żelaza, ale także z jonami niklu oraz wanadu.
Obecnie ważnym tematem badań są dla nas półprzewodnikowe materiały warstwowe. W materiałach tych różne właściwości mogą zależeć od liczby warstw kryształu. Jedną z ciekawych klas tych materiałów są półprzewodzące monowarstwy dichalkogenków metali przejściowych, takich jak WSe2, MoSe2. Rosnącym zainteresowaniem cieszą się ostatnio także półprzewodnikowe, warstwowe materiały magnetyczne – na przykład CrSBr. Takie materiały również badamy w naszej grupie.
Dlaczego nanostruktury?
Materia skondensowana, a szczególnie niskowymiarowe struktury takie jak studnie i kropki kwantowe czy dwuwymiarowe warstwy węgla (grafen) stanowią wspaniałe „laboratorium”, umożliwiające badania struktury atomowej i subatomowej oraz oddziaływań elementarnych leżących u podstaw fizyki kwantowej. Wymieńmy tu choćby możliwości wniknięcia w strukturę atomów, poprzez badanie „sztucznych atomów” za które można uważać kropki kwantowe, obserwacji zjawiska splątania kwantowego przy emisji pojedynczych fotonów z kropek kwantowych, właściwości nanomagnesów tworzonych przez pojedyncze atomy magnetyczne umieszczone w kropkach. W studniach kwantowych obserwuje się zjawiska kondensacji bozonów. W grafenie rozwijane są prace dotyczące właściwości cząstek nie mających masy spoczynkowej czy wpływu zakrzywienia powierzchni na ruch elektronów, który można opisywać metodami nawiązującymi do ogólnej teorii względności.
Dzięki nowoczesnym metodom otrzymywania materiałów i struktur badania nie ograniczają się do obiektów w naturalny sposób występujących w przyrodzie. Można tworzyć nanostruktury wymyślone, specjalnie dostosowane do prowadzonych badań: struktury prostsze czy też szczególnie uwypuklające pewne aspekty fizyczne, istotne dla zrozumienia postawionych problemów. Istnieje także szczególna w dziedzinie fizyki doświadczalnej możliwość płynnego przejścia od badań podstawowych do zastosowań.
Naukowcy zajmujący się fizyką eksperymentalną materii skondensowanej mają realny, indywidualny udział w prowadzonych eksperymentach – grupy badawcze są kilkuosobowe, rzadko kilkunastoosobowe, w odróżnieniu od dziedzin, gdzie liczą kilkadziesiąt, a czasem kilkaset osób. Otwiera to pole dla wymiany idei, osobistej inwencji i satysfakcji.