Projektová činnosť

Medzinárodné

Pulzná laserová depozícia 2D polovodičov na nitridy pre pokročilú elektroniku
PULSEd laser deposition of 2D semiconductors on nitrides for advanced electronics
Program: Bilaterálne – iné
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Španková Marianna, PhD
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2022

Národné

TECHAPHO – Ternárne chalkogenidové perovskity pre fotovoltaiku
Ternary chalcogenide perovskites for photovoltaics
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Chromik Štefan, DrSc.
Anotácia: Cieľom navrhnutého projektu je príprava ternárnych chalkogenidov perovskitovej štruktúry a systematickácharakterizácia vzťahu medzi zložením, štruktúrou, optickými vlastnosťami, tepelnou a chemickou stabilitou s potenciálnym využitím vo fotovoltaike, príp. iných optoelektronických aplikáciách. Výsledkom bude pripravená skupina čistých ternárnych chalkogenidov vo forme kryštalických materiálov, tenkých filmov so známymi ako aj po prvýkrát pripravenými chemickými zloženiami a komplexná charakterizácia ich optických, elektronických vlastností, ako aj tepelnej a chemickej stability. Ternárne chalkogenidy budú takisto pripravené aj mokrou cestou do 350 °C v podobe nanokryštálov, ktoré budú charakterizované z hľadiska ich štruktúry a morfológie. Pripravený bude aj prototyp solárneho článku, ktorý doteraz nebol nikdy pripravený, po testoch výkonnosti bude prebiehať jeho optimalizácia.
Doba trvania: 1.7.2024 – 30.6.2028
PEROVCHIR – Vplyv aplikácie organických molekúl na vlastnosti perovskitovských tenkovrstvových štruktúr
Effect of the application of organic molecules on the properties of perovskite thin-film structures
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Španková Marianna, PhD
Anotácia: Za posledné roky sa nahromadilo dosť experimentálnych dôkazov, že adsorbované organické chirálne molekulymajú vplyv na supravodivé vlastnosti YBa2Cu3O7-x (YBCO) vrstiev. V niektorých prípadoch je možné pozorovať nárast ich kritickej teploty Tc. Na druhej strane sa ukazuje, že v prípade feromagnetických vrstiev (napr. kobaltu) aplikácia chirálnych molekúl môže viesť k zmene magnetizácii bez použitia elektrického prúdu. Dôležitú úlohu tu hrá spin, ktorý uvádza do systému ďalší stupeň voľnosti a dáva tak možnosť zariadeniam napríklad znížiť elektrickú spotrebu alebo navýšiť ich výpočtovú kapacitu. Spintronické zariadenia sa tak stali lákadlom v elektronike, avšak problémy spojené s ovládaním spinu sú obrovskou výzvou. Unikátnym spôsobom určitej manipulácie so spinom je efekt nazývaný chirálne indukovaná spinová selektivita (CISS), ktorý je výsledkom osobitnej štruktúry organických chirálnych molekúl. Projekt sa sústredí na prípravu a charakterizáciu jednoduchých heteroštruktúr a ich interakciu s chirálnymi polymérmi nanesenými na povrch vrstviev. Konkrétne sa jedná o vplyv chirálnej kyseliny mliečnej na perovskitovské tenké vrstvy, kde vybrané perovskity sú vysokoteplotný supravodič YBCO a feromagnet La1 – xSrxMnO3 (LSMO).
Doba trvania: 1.7.2024 – 31.12.2027
ROTOLES – Optimalizovaný rast a transportné a optické vlastnosti tenkých vrstiev vybraných topologických polokovov
Optimised growth and the transport and optical properties of thin layers of selected topological semimetals
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Dr. rer. nat. Hulman Martin
Anotácia: Jedným zo zásadných výsledkoch kvantovej mechaniky v dvadsiatych rokoch 20. storočia bolo odvodenierelativistické rovníc pre hmotné fermióny (Dirac), nehmotné fermióny (Weyl) a fermióny ktoré sami sebe antičastice(Majorana). Od tých čias prebieha v časticovej fyzike pátranie po časticiach, ktoré by reprezentovali Weylove aMajoranove fermióny. Ich hľadanie však dodnes nebolo úspešné.V priebehu posledných dvadsiatich rokov sa ukázalo, že pásová štruktúra niektorých tuhých látok má tak špeciálnecharakteristiky, že nosiče náboja sa v nich môže správať podľa dynamiky spĺňajúcej Diracovu alebo Weylovurelativistickú rovnicu. Medzi takéto látky patria a materiály zo skupiny dichalkogenidov prechodových kovov, naktoré sa sústredíme v našom projekte.My budeme pracovať s veľmi tenkými vrstvami vybraných materiálov z tejto skupiny, ako sú PtSe2, MoTe2 aWTe2. Prvým krokom v implementácii projektu bude príprava takýchto vrstiev metódou chalkogenizácie tenkýchfilmov prechodových kovov. Tenké vrstvy budeme potom skúmať pomocou meraní ich transportných a optickýchvlastností. Teplotne závislé merania transportu nám môžu ukázať prechody medzi rôznymi štruktúrami toho istéhomateriálu. Očakávame, že sa bude dať pozorovať prechod kov-izolant v prípade, keď sa bude meniť hrúbkatakýchto tenkých vrstiev. Pri veľmi nízkych teplotách môžu niektoré z týchto materiálov prejsť do supravodivéhostavu. Tento stav sa pokúsime vyvolať aj proximitne, t.j. keď je tenká vrstva v kontakte s iným supravodičom.Optické merania budú korelované s transportnými meraniami. Z nich odvodíme dôležité optické charakteristiky,ako je napríklad frekvenčná závislosť optickej vodivosti. Vo frekvenčnej závislosti optickej vodivosti budeme hľadaťcharakteristiky teoreticky predpovedané pre Diracove a Weylove fermióny.
Doba trvania: 1.7.2024 – 30.6.2027
Modifikácia vlastností supravodivých, feromagnetických oxidových vrstiev a štruktúr pre modernú elektroniku
Modification of properties of superconducting, ferromagnetic, oxide films and structures for advanced electronics
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Španková Marianna, PhD
Anotácia: Predmetom projektu je príprava a štúdium oxidových – feromagnetických, a dielektrických perovskitovských tenkých vrstiev a štruktúr mikro a nanorozmerov ako aj vybraných aktuálnych supravodivých vrstiev. YBa2Cu3Ox (YBCO) a La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) mikropásky budú vystavené pôsobeniu rôznych typov dlhých organických molekúl s cieľom študovať ich vplyv na zmenu supravodivých a feromagnetických vlastností. V náväznosti na výsledky predchádzajúceho Vega projektu budeme pokračovať v štúdiu štruktúr supravodič S/feromagnetikum F a S/F/S, pričom sa zameriame na vytváranie magnetických nehomogenít s cieľom zvýšiť tripletnú zložku supravodivosti a objasniť vzájomnú interakciu tesne naviazaných S a F perovskitovských vrstiev (proximitný efekt). V rámci projektu preskúmame možnosť supravodivého správania dvojdimenzionálneho systému MoS2 naneseného pulznou laserovou depozíciou.
Doba trvania: 1.1.2022 – 31.12.2025
Príprava, charakterizácia a dopovanie ultratenkých vrstiev dichalkogenidov prechodných kovov
Fabrication, characterization, and doping of ultra-thin layers of transition metal dichalcogenides
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Sojková Michaela, PhD.
Anotácia: Vďaka neobvyklým fyzikálnym vlastnostiam sú dvojrozmerné materiály intenzívne študované už niekoľko rokov.Zaujímavou skupinou z tejto triedy materiálov sú dichalkogenidy prechodných kovov (TMD). Majú hexagonálnuštruktúru, v ktorej sú jednotlivé vrstvy navzájom viazané len slabými Van der Waalsovými väzbami. Tospôsobuje výrazne anizotrópne vlastnosti týchto materiálov a má podstatný vplyv na ich elektronickú štruktúru.Preto niektoré z nich vykazujú fyzikálne zaujímavé korelované stavy (supravodivosť, vlny nábojovej hustoty).Primárnym cieľom tohto projektu je príprava a štúdium vlastností tenkých vrstiev dvoch rôznych TMD materiálov– MoS2 a PtSe2, a sledovanie vplyvu dopovania katiónmi lítia a sodíka na elektrické a štruktúrne vlastnostitýchto vrstiev. Sekundárnym cieľom projektu je optimalizácia rastu a dopovania tak, aby zlepšené parametretenkých vrstiev, ako sú napr. elektrická vodivosť a mobilita nosičov náboja, umožnili prípravu funkčnýchelektronických prvkov – tranzistorov.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2024
Perovskitovské tenké vrstvy a štruktúry vhodné pre modern elektroniku a senzoriku
Perovskite thin films and structures for modern electronics and sensorics
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Španková Marianna, PhD
Anotácia: Predmetom projektu je príprava a štúdium feromagnetických, supravodivých a dielektrických perovskitovskýchtenkých vrstiev (do 100 nm) a štruktúr mikro a nanorozmerov. Supravodivé mikropásky YBa2Cu3Ox budúožarované elektrónmi (30keV) s cieľom vytvoriť kanály ľahkého pohybu vírov. Ďalej sa zameriame na detailnéštúdium rozhrania podložka Si/dielektrická vrstva s využitím netradičných materiálov (SrO,TiN) s cieľom umožniťepitaxný rast oddeľovacích vrstiev nevyhnutných pre realizáciu bolometrov na báze La0.67Sr0.33MnO3 vrstievpracujúcich pri izbovej teplote (nechladené) v oblasti THz frekvencií. Pri vývoji nových typov bolometrovposúdime okrem dosiaľ študovaného materiálu Bi4Ti3O12 viacero typov iných oddeľovacích vrstiev. Budemepokračovať v štúdiu štruktúr supravodič S/feromagnetikum F a S/F/S s cieľom objasniť vzájomnú interakciutesne naviazaných S a F perovskitovských vrstiev (proximitný efekt).Z aplikačného hľadiska použitie pí-typu Josephsonovho spoja môže riešiť problematiku– kvantového bitu (qubit).
Doba trvania: 1.1.2018 – 31.12.2021