Sorry, your browser doesn't support canvas technology


Sukces naszych fizyków w konkursie NCN BEETHOVEN

Dr hab. Winicjusz Drozdowski, prof. UMK oraz dr Karolina Słowik otrzymali granty w drugiej edycji konkursu NCN BEETHOVEN na polsko-niemieckie projekty badawcze. Będą realizowali projekty o tytułach "Nowy scyntylator półprzewodnikowy beta-Ga2O3:Ce - badania własności spektroskopowych i scyntylacyjnych (GO SCINT)" oraz "Grafenowe plazmony powierzchniowe dla sterowalnej kwantowej elektrodynamiki (GraSP)". Gratulujemy!

Projekt dra hab. Winicjusza Drozdowskiego, prof. UMK:

"Nowy scyntylator półprzewodnikowy beta-Ga2O3:Ce - badania własności spektroskopowych i scyntylacyjnych (GO SCINT)"

Mianem scyntylacji określa się powstawanie błysku świetlnego w danej próbce (zwanej „scyntylatorem”) przy jej wzbudzeniu promieniowaniem jonizującym. Z roku na rok obszar użyteczności scyntylatorów zatacza coraz szersze kręgi, co z kolei motywuje postęp badań i rozwój technologii hodowlanych. Od dziesiątek lat główny nacisk kładziono na izolatory, zarówno oparte na emisjach własnych, jak i aktywowane jonami ziem rzadkich, stąd mechanizmy scyntylacji w izolatorach są względnie dobrze poznane i opisane. Inaczej wygląda sytuacja w przypadku półprzewodników. Chociaż rozważano takie scyntylatory, to jak dotąd poświęcono im znacznie mniej uwagi, zaś możliwość aktywacji ziemiami rzadkimi pomijano całkowicie.

Projekt „GO SCINT” opiera się na współpracy dwóch instytucji: Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK w Toruniu i Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) w Berlinie. Jego zasadniczym celem jest przygotowanie scyntylatora półprzewodnikowego β-Ga2O3 aktywowanego jonami ceru oraz - dzięki odpowiedniemu dobraniu koncentracji elektronów i zawartości ceru - osiągnięcie wydajności scyntylacji rzędu 10000 fotonów na 1 MeV zaabsorbowanej energii. Planowane jest też określenie mechanizmów generacji światła w β-Ga2O3:Ce, co powinno przyczynić się do ogólnej poprawy stanu wiedzy podstawowej na temat procesu scyntylacji w półprzewodnikach.

Projekt dr Karoliny Słowik:

"Grafenowe plazmony powierzchniowe dla sterowalnej kwantowej elektrodynamiki (GraSP)"

Grafen, pojedyncza warstwa grafitu, to dwuwymiarowa sieć o geometrii plastra miodu, złożona z atomów węgla. Pomimo prostoty, grafen cechują niespotykane właściwości: znakomita przewodność ciepła i prądu czy wysoka absorpcja światła. Jest to najsilniejszy i najsztywniejszy materiał jaki kiedykolwiek testowano.

Projekt "GraSP" ma na celu wykorzystanie ogromnego potencjału grafenu w zakresie sterowania oddziaływaniami światła materią, np. cząsteczkami chemicznymi. Poddany oświetleniu, grafen może skupiać światło w obszarach przestrzennych o rozmiarach porównywalnych z wielkością cząsteczek. Właściwości takiego światła można precyzyjnie przestrajać. Lokalizacja przestrzenna punktu skupienia czy barwa wzmacnianego światła, zależą od kształtu i rozmiaru kawałka grafenu. Co ważniejsze, można je modyfikować, np. za pomocą napięcia elektrycznego. To otwiera możliwości „dotykania” światłem pojedynczych cząsteczek usytuowanych w bliskim sąsiedztwie arkuszy, wstążek lub płatków grafenu. Zawezwane w ten sposób, cząsteczki mogą być przestrojone na tryb absorpcji lub emisji światła, a nawet manipulowane tak by nadać światłu specjalne właściwości. Ponadto, grafen może być stosowany jako nośnik oddziaływań międzycząsteczkowych na dużych odległościach.

Cele projektu to stworzenie podstaw teoretyczno-numerycznych do zbadania oddziaływań nanostruktur grafenowych i sąsiedujących cząsteczek, a potem zastosowanie wypracowanych narzędzi do kompleksowej analizy potencjału grafenu do sterowania dynamiką i właściwościami tych układów. Dzięki takiej analizie chcemy stworzyć podwaliny dla rozmaitych zastosowań, w tym nowych rodzajów przestrajalnych w czasie i scalonych na miniaturowych czipach kwantowych bramek logicznych do przetwarzania sygnałów, źródeł światła o zadanych właściwościach: na przykład o dobrze określonej liczbie fotonów, lub wreszcie urządzeń na żądanie aktywujących cząsteczki chemiczne.