Proponowane tematy prac magisterskich, inżynierskich i licencjackich
Oddział Badań Magnetyków oferuje studentom fizyki, chemii, inżynierii materiałowej i kierunków pokrewnych możliwość realizacji prac dyplomowych — magisterskich, inżynierskich i licencjackich. Tematy prac są powiązane z aktualnymi kierunkami badań Oddziału i/lub dotyczą wybranych problemów o znaczeniu praktycznym. Realizacja prac umożliwia zdobycie praktycznych umiejętności w zakresie badań eksperymentalnych oraz analizy i interpretacji danych.
Poniższy wykaz zawiera proponowane tematy prac. Zainteresowanych prosimy o bezpośredni kontakt z opiekunami naukowymi prac.
Opiekun naukowy: dr hab. Orest Pavlosiuk
Kontakt: tel. 71 395 4 213, email:
Unikalną cechą materiałów goniopolarnych jest jednoczesna obecność przewodnictwa typu n oraz typu p wzdłuż różnych kierunków krystalograficznych. Ta właściwość otwiera nowe możliwości obserwacji i praktycznego wykorzystania poprzecznego efektu termoelektrycznego. Efekt termoelektryczny pozwala na bezpośrednią konwersję energii cieplnej w elektryczną i odwrotnie, umożliwiając zarówno aktywne chłodzenie, jak i wytwarzanie energii elektrycznej z ciepła odpadowego. Zjawisko to ma duże znaczenie w rozwoju ekologicznych i bezemisyjnych źródeł energii.
Celem pracy magisterskiej będzie zbadanie anizotropowych właściwości transportu elektronowego wybranych materiałów goniopolarnych. Badania obejmą pomiary siły termoelektrycznej, oporu elektrycznego, magnetooporu oraz efektu Halla w szerokim zakresie temperatur i pól magnetycznych. Uzyskane wyniki umożliwią lepsze zrozumienie mechanizmów fizycznych leżących u podstaw dużych wartości poprzecznego efektu termoelektrycznego w materiałach goniopolarnych.
W zależności od zainteresowań kandydata możliwa jest również samodzielna synteza badanych materiałów.
Opiekun naukowy: dr hab. Orest Pavlosiuk
Kontakt: tel. 71 395 4 213, email:
Semimetale topologiczne to materiały o niezwykłej strukturze elektronowej, w których obecność bezmasowych kwazicząstek (fermionów Diraca lub Weyla) prowadzi do szeregu interesujących zjawisk fizycznych. Jednym z nich jest silny efekt Nernsta, poprzeczny efekt termoelektryczny polegający na generacji napięcia w kierunku prostopadłym do gradientu temperatury i pola magnetycznego. Efekt ten ma duży potencjał do wykorzystania w urządzeniach termoelektrycznych, pozwalając zarówno na konwersję energii cieplnej w elektryczną, jak i na aktywne chłodzenie. Tematem pracy będzie eksperymentalne badanie efektu Nernsta w wybranych semimetalach topologicznych. Badania obejmą pomiary efektu Nernsta oraz innych właściwości transportu elektronowego, takich jak opór elektryczny, magnetoopór i efekt Halla, w szerokim zakresie temperatur i pól magnetycznych. Realizacja pracy pozwoli lepiej zrozumieć związki między strukturą elektronową a efektem Nernsta w semimetalach topologicznych. W zależności od chęci kandydata możliwe jest również samodzielne wytwarzanie materiałów do badań.
Opiekun naukowy: dr hab. Daniel Gnida
Kontakt: tel. 71 395 4 122, email:
Spintornika jest dziedziną, która wykorzystuje spin elektronów oprócz ich ładunku, odblokowując nowe sposoby kontrolowania i manipulowania informacjami w nanoskali. Jednym z najbardziej obiecujących nowych kierunków w spintronice są urządzenia wykorzystujące moment spinowo-orbitalny (SOT). Bazują one na interakcji między spinem elektronu a jego ruchem - zjawisku znanym jako sprzężenie spin-orbita (SOC) - do manipulowania namagnesowaniem bez potrzeby stosowania zewnętrznych pól magnetycznych. Szczególnie atrakcyjne z tego punktu widzenia są heterostruktury łączące izolatory topologiczne (TIs) i materiały ferromagnetyczne (FM). Izolatory topologiczne posiadają bowiem topologicznie chronione stany powierzchniowe, w których spiny elektronów są sprzężone z ich pędem, co umożliwia wysoce efektywną konwersję ładunku na spin. Wśród szeroko badanych układów topologicznych w materii skondensowanej, tak zwane fazy pół-Heuslera (HH) wyróżniają się jako obiecujące alternatywy dla dobrze znanych stopów Bi-Sb, Bi-Se i Bi-Te w kontekście urządzeń SOT.
Badania w tym zakresie prowadzone są w Oddziale Badań Magnetyków przy współpracy z grupą prof. YongChang Lau z Pekinu z Chińskiej Akademii Nauk. Kluczowym wyzwaniem naukowym w ramach prowadzonych badań jest wyjaśnienie zależności między topologicznymi stanami powierzchniowymi a wkładem objętościowym w przewodnictwie elektronowym. Skupimy się na kilku wybranych układach HH. Materiałem badawczym będą próbki w postaci monokryształów oraz cienkich warstw wytworzonych techniką ablacji laserowej oraz/lub napylania magnetronowego. Badania będę dotyczyć głownie pomiarów magneto-transportowych (opór elektryczny, magneto-opór, efekt Halla) w zakresie temperatur 0.05 – 300 K oraz polach magnetycznych 0 – 14 T. Posłużą one jako bezpośrednie narzędzie do zbadania siły sprzężenia spin-orbita, ale również pozwolą na dostarczenie cennych informacji na temat mechanizmów rozpraszania elektronów oraz efektów interferencji kwantowej zachodzących zarówno w kanale przewodnictwa powierzchniowego i objętościowego.