O Wydzale
Instytut Fizyki (aktualizacja: 25.05.2015)

W Instytucie Fizyki są realizowane zaawansowane badania naukowe w zakresie: nanotechnologii, bioelektroniki molekularnej, powierzchniowych struktur półprzewodnikowych i metalicznych oraz symulacji komputerowych. Badania naukowe w Instytucie Fizyki realizowane są w ramach czterech zakładów badawczych:


Z1 - Zakład Fizyki Molekularnej (aktualizacja: 28.09.2016)

jest jednostką naukową prowadzącą badania dla zastosowań w fotodynamicznej terapii i diagnostyki nowotworów oraz bioelektroniki molekularnej. Działalność naukowa zakładu skoncentrowana jest na badaniach procesów konwersji energii światła na energię elektryczną w komórkach fotoelektrochemicznych z organicznymi barwnikami, syntetycznymi, naturalnymi oraz elementami aparatu fotosyntetycznego. Badane są związki pomiędzy strukturą oraz funkcją aparatu fotosyntetycznego, oraz mechanizmy dezaktywacji energii wzbudzonych molekuł i makromolekuł oraz ich układów, a w szczególności oddziaływania barwnik - barwnik i barwnik - otoczenie. Przedmiotem zainteresowania, w ostatnim okresie są również wzbudzenia plazmonów powierzchniowych układów molekularnych barwników w warstwach Langmuira-Blodgett i na kropkach kwantowych. Prowadzone są również badania właściwości mechanicznych układów molekularnych metodą spektroskopii sił atomowych (AFM). Drugim ważnym obszarem zainteresowań są właściwości spektralne barwników fotouczulających i ich zastosowania w fotodynamicznej terapii oraz diagnozowaniu nowotworów.
Dodatkowo, prowadzone są poszukiwania biologicznych sensorów optycznych zdolnych do wykrywania zanieczyszczeń środowiska. Badania koncentrują się na układach in vivo i in vitro. Szczególne zainteresowanie skierowane jest na opracowanie nowych technologii zamykania CO2 w kapsułach z nanomateriałów, które miałyby zastosowanie w przemyśle. Prowadzone są również badania nad wyselekcjonowaniem najbardziej efektywnego sensora optycznego, który wykrywałby jony metali przejściowych nie tylko w środowisku, ale we wnętrzu komórek biologicznych.


Z2 - Zakład Fizyki Powierzchni i Nanotechnologii (aktualizacja: 12.01.2016)

jest jednostką naukową prowadzącą badania właściwości strukturalnych oraz elektronowych powierzchni i nanostruktur ciał stałych. W szczególności badane są podstawowe relacje pomiędzy nanostrukturą, a właściwościami fizycznymi w nanoskali. Przedmiotem zainteresowania są obiekty w nanoskali, gdzie właściwości materii podlegają, nie do końca zbadanej, mieszaninie praw fizyki klasycznej i kwantowej. Prowadzone obecnie prace badawcze koncentrują się na badaniu nanostruktur krzemków i germanków metali, na wytwarzaniu niskowymiarowych struktur cząsteczek organicznych oraz grafenu i materiałów grafeno-podobnych pod kątem ich zastosowań w elektronice o dużej skali integracji. Zakład prowadzi także prace technologiczne w celu wytworzenia cienkowarstwowych, półprzewodnikowych sensorów fizycznych, głównie sensorów pola magnetycznego działających w oparciu o efekt Halla oraz efekt nadzwyczajnego magnetooporu z wykorzystaniem ultra cienkich warstw półprzewodnikowych lub grafenu.
Kolejnym obszarem zainteresowań są badania zjawiska adhezji i właściwości mechanicznych materiałów w skali nanoskopowej metodami mikroskopii sił atomowych i nanoindentacji. Metody spektroskopii sił atomowych wykorzystywane są do badania oddziaływań międzymolekularnych, np. wiązań specyficznych białko-lipid. Prace eksperymentalne wspomagane są metodami modelowania i symulacji molekularnych.


Z3 - Zakład Fizyki Obliczeniowej i Nanomechaniki (aktualizacja: 01.01.2016)

prowadzi prace technologiczne w celu wytworzenia cienkowarstwowych, półprzewodnikowych sensorów fizycznych oraz zajmuje się symulacjami zjawisk i procesów fizycznych w makro- i nanoskali. Działalność naukowa zakładu skoncentrowana jest na badaniach fizyki cienkich warstw półprzewodnikowych i powierzchniowych struktur półprzewodnikowych wytwarzanych kontrolowanym komputerowo naparowaniem laserowym, zmierzających do opracowania nowego typu czujników Halla. Drugim obszarem zainteresowań jest fizyka węzłów badana za pomocą symulacji komputerowych. W ostatnich kilku latach realizowane są m.in. tematy badawcze dotyczące poszukiwania i opisu własności węzłów idealnych i helis gęsto upakowanych Zakład prowadzi również badania w zakresie fizyki środowiska, wykorzystania lidaru i toksykologicznych badań operacyjnych.


Instytut Badań Materiałowych i Inżynierii Kwantowej (aktualizacja: 24.02.2016)

W Instytucie Badań Materiałowych i Inżynierii Kwantowej realizowane są badawcze prace naukowe w zakresie mikro- i nanostruktur molekularnych związków organicznych, materiałów funkcjonalnych dla zastosowań w optoelektronice oraz spektroskopii atomowej i molekularnej. W skład Instytutu Badań Materiałowych i Inżynierii Kwantowej wchodzą trzy zakłady:


Z1 - Zakład Mikro- i Nanostruktur(aktualizacja: 28.01.2016)

jest jednostką naukową, w której prowadzone są badania właściwości termodynamicznych, spektralnych (w obszarze UV-Vis) i elektrycznych ultracienkich warstw molekularnych (monowarstw Langmuira i warstw Langmuira-Blodgett), a także cienkich warstw organicznych (wylewanych strefowo i rozwirowywanych) tworzonych przez barwniki, ciekłe kryształy, polimery ciekłokrystaliczne i ich mieszaniny. W Zakładzie prowadzone są również badania porządku orientacyjnego molekuł w anizotropowych warstwach ciekłokrystalicznych (nematyki i smektyki typu A) domieszkowanych barwnikami fluorescencyjnymi. Wytwarzane struktury mają istotne znaczenie dla elektroniki molekularnej a zwłaszcza optoelektroniki. Warstwy organiczne charakteryzowane są metodami spektroskopii absorpcyjnej i fluorescencyjnej w zakresie UV-Vis oraz metodami spolaryzowanej mikroskopii optycznej (POM, BAM) i mikroskopii sił atomowych (AFM). Celem badań jest określenie charakteru oddziaływań międzymolekularnych (agregacja molekularna), Wyznaczenie parametrów porządku orientacyjnego molekuł, a ponadto określenie morfologii i zbadanie przewodnictwa elektrycznego warstw.


Z2 - Zakład Spektroskopii Optycznej (aktualizacja: 08.03.2016)

w ZSO realizowane są badania związane z charakteryzacją organicznych i nieorganicznych materiałów funkcjonanych oraz bio-materiałów metodami spektroskopii Ramana, Brillouina, spektroskopii ultradźwiękowej oraz techniką optyki nieliniowej. W szczególności badania te dotyczą:

  • wieloskładnikowych kryształów tlenkowych o strukturze perowskitu,
  • materiałów węglowych: nanorurki węglowe, nano- i mikro-diamenty otrzymane techniką HF CVD oraz struktury węglowe oparte na grafenie do zastosowań jako sensory i biosensory,
  • cienkowarstwowych struktur organicznych osadzonych na podłożach stałych do zastosowań w optoelektronice i fotowoltaice,
  • wielofunkcyjnych kryształów, materiałów mikro-krystalicznych oraz kompozytów polimerowych domieszkowanych jonami ziem rzadkich do zastosowań w optoelektronice i fotonice,
  • kryształów oraz materiałów mikro-krystalicznych o nieliniowych właściwościach optycznych,
  • kryształów ferroelektrycznych i ferroelastycznych oraz heterostruktur półprzewodnikowych,
  • biokompleksów osadzonych na nanostrukturach srebra, platyny i palladu (badania techniką powierzchniowo wzmocnionego rozpraszania Ramana SERS),
  • materiałów biologicznych (kości, białka) oraz materiałów farmaceutycznych do zastosowań biomedycznych (leki nowej generacji),
  • polimerów, nanokompozytów oraz kompozytów polimerowych do zastosowań biomedycznych.


Z3 - Zakład Inżynierii i Metrologii Kwantowej (aktualizacja: 01.01.2016)

W Zakładzie prowadzone są badania:

  • procesów elektrycznych, magnetycznych i fotonowych w powłoce elektronowej atomów, jonów i struktur kwaziatomowych metodami rezonansowej spektroskopii laserowej i mikrofalowej pod kątem nowych kwantowych rozwiązań informatycznych i metrologicznych;
  • struktury powłoki elektronowej atomów i oznaczanie rezonansowych przejść elektromagnetycznych (w szczególności atomów ziem rzadkich oraz metali z otwartymi powłokami 3d, 4d i 5d) metodami fluorescencji indukowanej selektywnie światłem laserowym, pod kątem nowych wzorców spektralnych oraz na potrzeby realizacji pamięci, przełączników i przekaźników kwantowych;
  • możliwości wykorzystania elektronów i powłok elektronowych jako anten interfejsów w analizie własności parametrów magnetycznych i elektryczych jąder atomowych pod kątem opracowywania nowych wzorców czasu i częstości;
  • atomów o ograniczonej liczbie stopni swobody (w strumieniu atomowym) metodami laserowo indukowanej fluorescencji oraz podwójnego rezonansu laserowo-mikrofalowego, pod kątem kalibracji pomiarów spektroskopowych;
  • systemów cząstek naładowanych uwięzionych w pułapkach elektromagnetycznych i oddziałujących z polem elektromagnetycznym i promieniowaniem laserowym pod kątem opracowania nowych sensorów sił elektrycznych, magnetycznych czy atomowych.