Zakład III Półprzewodników Zakład IV –Joniki Ciała Stałego ...Zakład 3 Warsaw University...

SPECJALNOŚĆ:

MATERIAŁY I NANOSTRUKTURY

Kierunek Fizyka Techniczna

Zakład III - PółprzewodnikówZakład IV – Joniki Ciała StałegoZakład V – Badań Strukturalnych

Materiały i Nanostruktury na co dzień

whirlpool

nano pralka

Samsung Nano

SilverSeal Refrigerator

sprzęt sportowy

adidas

ubrania

aolnews.com

Nanotex

baterie i ogniwa

Future MarketsAGD

urządzenia

mobilne

mov/morph_concept_small.mov

motoryzacja

budownictwo

dvd

TV

sygnalizacja

świetlna

flexi OLED

mydigitallife.info

Materiały i Nanostruktury na co dzień

procesory

Specjalność: Materiały i Nanostruktury

Materiały i Nanostruktury:

- do badań podstawowych

- badania rozwojowe

- dla przemysłu

• Czym się zajmujemy? – słowa klucze: ogniwa słoneczne i paliwowe, baterie jonowe,

elektrolity, nanostruktury węglowe, nanokryształy, szkła metaliczne

• Interdyscyplinarnie: fizyka ciała stałego, inżynieria materiałowa, nanotechnologia, chemia,

- Różnorodność stosowanych technik badawczych

- Ciekawe i rozwojowe badania

- Młode i dynamiczne zespoły

• Nasza działalności jest spójne z programem UE w zakresie badań i innowacji (H2020)

• Wiodąca pozycja w branżach: zaawansowane materiały, nanotechnologia

• Nowoczesne materiały, nowe generacje urządzeń, nowe zastosowania


• Znaczenie dla innowacyjności i gospodarki kraju!

- 300 mln złotych wyniósł przychód branży nanotechnologii w 2013r

- 470 mln złotych - nakłady branży nanotechnologii w 2014r

- 66 przedsiębiorstw w branży i 147 firm prowadziło działalność B+R w 2014r

dane GUS

obszar działań: nowe nanomateriały i nowe technologie

Perspektywa pracy!• Firmy na naszej specjalności – spółki spin-off

• Współpraca z przemysłem

• Program Elektromobilność – Premier Morawiecki

• Magazynowanie energii

i

pieniędzy!


• Pieniądze na badania

• Studenci uczestniczą w wielu projektach badawczych i rozwojowych

(naukowo i finansowo)

i realizują swoje prace dyplomowe w ramach tych projektów

• Studenci naszej specjalności dostają swoje własne granty badawcze

- diamentowy grant – 200 tyś. na badania

- w tym roku dwójka naszych studentów (jedyni z PW)

- w poprzednich latach – dwa skończone projekty

• Współpraca krajowa i międzynarodowa – staże, praktyki i wyjazdy

• Kariera naukowa

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ !

Zakład 3

16-11-23Warsaw University of Technology, Faculty of Physics 1

Pracownia Fotowoltaikiprof. dr hab. Małgorzata Igalsondr inż. Marek Pawłowskidr inż. Jan Ulaczykdr inż. Aleksander Urbaniakdr inż. Paweł Zabierowskimgr inż. Tomasz Drobiazgmgr inż. Marek Maciaszekmgr inż. Karolina Macielakmgr inż. Konrad Wiśniewski

Tematyka: - Optoelektroniczne własności cienkowarstwowych ogniw słonecznych(ogniwa oparte o Cu(In,Ga)Se2)- Fizyka defektów w półprzewodnikach: charakteryzacja i modelowanie

Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne


• proste techniki wytwarzania

• różnorodne (wytwarzanie, skład, podłoża)

• złożona struktura, skład

• wiele zjawisk fizycznych wpływa na wydajność badania fizyczne


Rozwój ogniw CIGS


Cu(In,Ga)Se2

• defekty w strukturze krystalicznej• gradienty koncentracji pierwiastków• defekty sprzężone z siecią krystaliczną• ….

Ogniwo CIGS


prof. dr hab. Małgorzata Igalsondr inż. Aleksander Urbaniakdr inż. Paweł Zabierowski

mgr inż. Marek Maciaszekmgr inż. Konrad Wiśniewski

Prądowe i pojemnościowe techniki pomiarowe

• Pomiary elektryczne z wykorzystaniem różnych technikprądowych i pojemnościowych.• Straty w ogniwach (rekombinacja)• Metastabilności• Parametry defektów

symulacje


dr inż. Marek Pawłowski

Laboratorium fotoluminescencji (+ transmisja i wydajność kwantowa)

• Fotoluminescencja – Przejścia optyczne w materiale• Transmisja – Straty optyczne, przerwa energetyczna• Wydajność kwantowa – Straty w fotoprądzie


dr inż. Jan Ulaczyk

Testowanie ogniw słonecznych, Analiza statystyczna

• Współpraca z Centrum Fotowoltaiki PW• Analiza statystyczna danych – Data mining• Korelacja parametrów procesu z parametrami ogniwa: algorytmy genetyczne

Współpraca


Laboratorium Współpraca

Universite de Nantes, Nantes - Wytwarzanie ogniw CIGSMgr inż. Tomasz Drobiazg - doktorat

Ångström Solar Center, Uppsala - Wytwarzanie ogniw CIGSmgr inż. Piotr Szaniawski - doktorat

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW), Stuttgart

Wysokowydajne ogniwa CIGS, ogniwa z alternatywnymi dla CdS buforami

Université de Luxembourg CuInSe2, CuGaSe2, Cu(Zn,Te)Se2

Aalto University, Helsinki Badanie defektów metodą PAS – Positron Annihilation Spectroscopy

Politecnica de Valencia SnS jako materiał fotowoltaiczny

Zakład III Półprzewodników

Pracownia metali amorficznych i nanokrystalicznych

Przemysław Dzięgielewski

Skład osobowy pracowni

prof. nzw. dr hab. Krystyna Pękała – kierownik pracownidr inż. Jerzy Antonowiczmgr inż. Przemysław Dzięgielewski

współpraca w zakresie badań synchrotronowychprof. dr hab. Rajmund Bacewiczdr inż. Anna Pietnoczka

zakład III – półprzewodniki

Tematyka badawcza1. Struktura elektronowa, atomowa i magnetyczna metalicznych stopów amorficznych („szkieł metalicznych”).

2. Zjawiska transportu elektronowego w stopach amorficznych i nanokrystalicznych.

3. Mechanizmy i kinetyka procesów nanokrystalizacji.

4. Struktura i własności magnetyczne stopów nanokrystalicznych.

5. Własności elektronowe i termiczne

materiałów kompozytowych

Ni/Cu – nanorurki węglowe.


Szkła metaliczne

Metal krystaliczny Szkło metaliczne –metal amorficzny

Szkło metaliczne –zamrożona konfiguracyjnie ciecz


Szkła metaliczne-zastosowania


Materiały nanokrystaliczne

Obraz z wysokorozdzielczego transmisyjnego mikroskopu elektronowego

Symulacja komputerowa


Metody badawcze

1. Pomiary rozpraszania i absorpcji promieniowania synchrotronowego (struktura atomowa)

2. Analiza termiczna (przemiany fazowe)3. Pomiary oporu elektrycznego i siły

termoelektrycznej (transport elektronowy)4. Symulacje komputerowe (struktura atomowa i

elektronowa)


Metody synchrotronowe

European Sychrotron Radiation Facility (Grenoble, Francja)

Synchrotron – źródło promieniowania elektromagnetycznego o niezwykle wysokim natężeniu i dostrajalnej energii


Jest chwila na zwiedzanie.

Widok dziekana w laboratorium – bezcenny ;)


Metody analizy termicznej

kalorymetr analizator termomechaniczny

analizator termograwimetryczny

Pracownia Analizy Termicznej

pokój 12B GF

www.pat.if.pw.edu.pl


Symulacje komputerowe

Od dynamiki molekularnej do kwantowej dynamiki

molekularnej Korzystamy z superkomputerów

ICM


Zakład IVJoniki Ciała Stałego

Przemysław Michalski

Dlaczego my?Czy chciałbyś…

• poznać nowoczesne techniki badawcze?

• lepiej rozumieć i opisywać świat nowoczesnych materiałów (dlaczego baterie Samsunga wybuchają?!?)

• znaleźć pracę w przyszłościowych branżach przemysłu?

zakład IV – jonika ciała stałego

Zakład IV jest dla Ciebie!Jonika ciała stałego to…

• samochody elektryczne i urządzenia mobilne– Tesla (Elon Musk);

– program Elektromobilność (rząd RP);

– Volkswagen;

– bardziej wydajne i wytrzymałe baterie do smartfonów, laptopów etc.

• konwersja i magazynowanie energii– magazynowanie energii z elektrowni słonecznych

i wiatrowych.

Wszędzie tam potrzebni będą eksperci z dziedziny fizyki materiałów!


Co badamy?ogniwa

litowo-jonowe


ogniwa paliwowe

elektrolity polimerowe

Co robimy?


• otrzymujemy nowe grupy materiałów przez domieszkowanie…

• wytwarzamy szkła i hodujemy kryształy…

• deformujemy komórki elementarne…

• zamrażamy i topimy łańcuchy polimerów…

Jak badamy to, co badamy?


analiza termiczna (DSC/DTA/TMA)

mikroskopia elektronowa (SEM/TEM)

dyfraktometria rentgenowska

dyfraktometria neutronowa

modelowanie komputerowe

(ab-initio, Monte Carlo)

elektrochemia

spektroskopia impedancyjna

Dlaczego tak to badamy?Projektujemy złożone pomiary, gdyż…

• właściwości fizyczne zależą od wielu czynników;

• żeby uzyskać pełen obraz trzeba stosować różnorodne techniki badawcze…

• oraz dlatego że jest to…


PASJONUJĄCE!

Jakie pytania sobie stawiamy?• Jak syntezować nowe grupy związków

(polikryształy, nanomateriały…)?

• Jak sprawić, by jony i elektrony w materialeporuszały się swobodnie?

• Co można zrobić, żeby uzyskać wyższeprzewodności elektrolitów, większepojemności baterii itp.?

• Jak domieszkowanie wpływa na właściwościfizyczne otrzymanych materiałów?

• I najważniejsze – jakie zjawiska fizyczne mogąza tym stać?


Czy to wszystko?• Zdobywamy granty NCN:

– PRELUDIUM (dla doktorantów);

– SONATA

– OPUS

• Publikujemy w renomowanych czasopismach:

– Chemistry of Materials;

– Journal of Power Sources;

– Solid State Ionics


NIE!• Prezentujemy wyniki na konferencjach:

– Keystone (Kolorado, USA);

– Kioto (Japonia);

– Kowno (Litwa);

Co możemy Wam zaproponować?

Przykładowe tematy prac inżynierskich

• „Synteza i charakterystyka szklistego oraznanokrystalicznego LiVBO3F”

• „Opracowanie i wytworzenie kompozytowej katody do tlenkowego ogniwa paliwowego”


Co możemy Wam zaproponować?• otrzymywanie nowych przewodników jonowych

i elektronowo-jonowych;

• otrzymywanie szkieł i nanomateriałówo mieszanym przewodnictwie;

• ciekawe metody syntezy i różnorodne metodycharakteryzacji nowych materiałów;

• tworzenie, rozbudowywanie i oprogramowywaniestanowisk pomiarowych;

• komputerowe modelowanie zjawisk transportu;

• pracę w zgranym zespole i w przemiłejatmosferze :)


Gdzie nas znaleźć?

Gmach Fizyki

pokój 14 oraz 137

Gmach Mechatronikiul. Andrzeja Boboli 83. i 7. piętro


www.if.pw.edu.pl/~zak4www/pol.html

Zapraszamy!


na zdjęciu: Festiwal Pizzy w wykonaniu Pracowni Amorficznej ;)

Zespół nanostrukturLaboratorium nanoelektronikiLaboratorium nanolitografiiLaboratorium nanostruktur węglowych

Klaudia Żerańska

Czym się zajmujemy?

Zespół nanostruktur

Czym się zajmujemy?


wytwarzanie cienkich warstw i

kompozytów z nanomateriałów

projektowanie i wytwarzanie

przyrządów w skali nano

badanie wytworzonych materiałów i przyrządów

aparatura do nanoszenia cienkich warstw metalicznych

laboratorium chemiczne

trawienie plazmowetechnologia hodowli

nanostruktur węglowych

Laboratoria i sprzęt


mikroskop sił atomowych aparatura do pomiarów elektrycznych

kriostat do badań elektrycznych i magnetycznych

spektroskopia Ramanananolitografia i SEM

Laboratoria i sprzęt


Co robią/robili u nas studenci?


• właściwości tranzystorów polowych z nanorurek węglowych

Praca inżynierska: Andrzej Taube

Co robią/robili u nas studenci?


• przenoszenie grafenu metodą delaminacji elektrochemicznej

Praca inżynierska: Klaudia Żerańska

Finansowanie badań


Własności termiczne kryształów 2D Technologia produkcji monowarstw MoS2

Synteza i badania cienkich warstw nanorurek węglowych Badania defektów w grafenie

Nanostruktury dla elastycznej elektroniki Nanowęglowe ekrany promieniowania elektromagnetycznego

Ultraszybkie detektory grafenowe Grafen jako warstwa antykorozyjna

Innowacyjne nanoprzyrządy optoelektroniczne

Nasze publikacje


Nasz zespół


pracownicy:

Mariusz Zdrojek

Jarosław Judek

Anna Dużyńska

studenci:

Karolina Czerniak

Monika Goszcz

doktoranci:

Anna Łapińska

Michał Świniarski

Jan Sobieski

Anna Wróblewska

Klaudia Żerańska

Arkadiusz Gertych

Michał Wąsik

Gdzie nas znaleźć?Gmach Fizyki pokój 127c

www.nano.if.pw.edu.pl

Z kim współpracujemy?

Jakieś pytania?

Zakład III Półprzewodników Zakład IV –Joniki Ciała Stałego ...Zakład 3 Warsaw University...

Documents

Transcript of Zakład III Półprzewodników Zakład IV –Joniki Ciała Stałego ...Zakład 3 Warsaw University...