Dla studentów

Kontakt: tel. 71 395 4265, email: 

Temat 1: Efekty rozmiarowe w izolatorze Kondo CeOs4As12

Topologiczny izolator Kondo (TIK) to oczekiwana nowa klasa materiałów, których nietrywialne własności topologiczne wynikają z silnych korelacji elektronowych i efektów spinowo-orbitalnych. W odróżnieniu do izolatorów topologicznych, w których powierzchniowe stany metaliczne wynikają z inwersji pasm tworzących przerwę energetyczną, przerwa energetyczna w izolatorze Kondo TIK jest skutkiem magnetycznego efektu Kondo. Potencjalnym kandydatem na TIK jest wypełniony cerem skutterudyt osmowo-arsenowy CeOs4As12. W ramach pracy magisterskiej, hipoteza o nietrywialnych własnościach topologicznych monokryształów CeOs4As12 będzie weryfikowana poprzez badanie efektów rozmiarowych takich wielkości transportowych, jak opór elektryczny i siła termoelektryczna, w zakresie ultra-niskich temperatur do 0.01 K i w polach magnetycznych do 16 T.

Temat 2: Diagram fazowy B-T ferromagnetyka NdOs4As12

Wyniki badań wstępnych, obejmujące pomiary ciepła właściwego, oporu elektrycznego oraz zmiennoprądowej podatności magnetycznej dla ferromagnetyka NdOs4As12 o temperaturze Curie TC = 1.1 K wskazują, że ten wypełniony neodymem skutterudyt stanowi obiecujący materiał badawczy do poszukiwania ferromagnetycznego kwantowego punktu krytycznego (FM KPK). W istocie, gdy B || [111] zaobserwowano indukowane polem magnetycznym przesunięcie TC w kierunku T = 0. Wysokiej jakości monokryształy NdOs4As12 są idealnym materiałem badawczym dla eksperymentów fizycznych w multi-ekstremalnych warunkach, które w pierwszej kolejności będą miały na celu określenie zależności TC(B) dla wybranych kierunków krystalograficznych. Główny nacisk zostanie położony na określenie diagramu fazowego B-T w oparciu o pomiary rozszerzalności cieplnej wykorzystując nowatorską komórkę dylatometryczną. FM KPK jest jednym z bardzo aktualnych i ważkich problemów fizyki układów silnie skorelowanych elektronów.

Kontakt: tel. 71 395 4319, email:

Synteza i charakterystyka fizykochemiczna nowych nadprzewodników na bazie żelaza. 

Praca doświadczalna dla studentów kierunków chemicznych, fizycznych oraz inżynierii materiałowej.

Nadprzewodniki na bazie żelaza  zaliczane są do II rodzaju, wykazują one  wysokie temperatury przejść do stanu nadprzewodzącego - charakteryzującego się dużą odpornością na działanie zewnętrznego pola magnetycznego. Dzięki temu mogą one znaleźć praktyczne zastosowanie.

Celem pracy będzie synteza i zbadanie właściwości magnetycznych i transportowych otrzymanych związków. Magistrant w toku swojej pracy; będzie miał możliwość zapoznania się z różnymi technikami pomiarowymi takimi jak: XRD, EDS, SEM; oraz wykona pomiary: magnetyzacji  DC, podatności AC, oporu elektrycznego… etc.

Czas na wykonanie prac: przynajmniej 1 rok.

Kontakt: 71 395 4163, email:

  1. Synteza i zbadanie właściwości spektroskopowych luminoforów opartych na glinokrzemianach do zastosowania w oświetleniu LED
  2. Preparatyka oraz właściwości spektroskopowe ceramik domieszkowanych jonami lantanowców
  3. Synteza i właściwości fizykochemiczne luminoforów wykazujących długotrwałą poświatę

Kontakt: tel. 71 395 4183, email:

  1. Synteza i zbadanie właściwości spektroskopowych pirofosforanu KYP2O7 współdomieszkowanego jonami Er3+ i Yb3+.
  2. Synteza i zbadanie właściwości spektroskopowych ortofosforanów Ca10M(PO4)7 (M = Li, Na, K, Rb, Cs) domieszkowanych jonami Eu2+.

Czas na wykonanie prac: przynajmniej 1 rok.

Kontakt: tel. 71 395 4150, email:

Synteza i badanie wpływu stopnia zdefektowania powierzchni mieszanego tlenku Ce1-xLnxO2-y na kształt i rozmiar osadzonych na nim nanocząstek metalu szlachetnego oraz ich orientację względem nośnika

Praca doświadczalna.

Pierwszym zadaniem będzie opracowanie warunków kształtoselektywnej syntezy mieszanych tlenków Ce1-xLnxO2-y oraz udekorowanie ich powierzchni nanocząstkami metalu szlachetnego. Kolejnym zadaniem będzie zbadanie zachowania się nanocząstek metalu szlachetnego zdyspergowanego na tlenkowym nośniku (Ce1-xLnxO2-y) w zależności od stopnia zdefektowania eksponowanych przez krystality Ce1-xLnxO2-y ścian. Istotną częścią pracy będzie analiza mikrostruktury oraz składu otrzymanych próbek za pomocą metod mikroskopii elektronowej (TEM oraz SEM), dyfraktometrii rentgenowskiej (XRD) oraz mikroanalizy rentgenowskiej (EDS).

Dla zastosowań katalitycznych bardzo ważnym parametrem jest rozmiar, ułożenie na nośniku i rodzaj eksponowanych ścian nanokrystalitów metalu szlachetnego a także stabilność strukturalna cząstek metalu w trakcie cyklicznych procesów utleniania-redukcji. Badania podstawowe proponowane w tym projekcie mają na celu zbadanie wpływu zdefektowania mieszanych tlenków na morfologię i orientację osadzonych na nich nanokrystalitów metalu szlachetnego a ponadto pozwolą ocenić możliwości aplikacyjne układów Me/Ce1-xLnxO2-y jako katalizatorów do niskotemperaturowego utleniania związków organicznych.

Kontakt: tel. 71 395 4284, email:

Obliczenie długości koherencji w dwuwarstwowych układach silnie skorelowanych elektronów

Okazuje się, że w dwuwarstwowych układach elektronowych, w zależności od oddziaływania Kulombowskiego pomiędzy warstwami układu, a także w zależności od oddziaływania odpychającego w samych warstwach, możliwe jest formowanie ekscytonów silne związanych typu Frenkela (F), a także ekscytonów słabego wiązania, typu Wanniera-Motta (W-M). Te ostatnie, tworzą skomplikowaną warstwę zdegenerowaną w zależności od oddziaływania Kulombowskiego w warstwach. Dla takich układów jest zbadany także scenariusz przejścia od stanów ekscytonowych mieszanych typu W-M-F do stanów typu Wanniera-Motta (W-M). To ciekawe zjawisko ma miejsce bez zewnętrznego pola elektrycznego przykładanego do układu elektronowego dwuwarstwowego. Celem pracy będzie wyznaczenie i obliczenie teoretyczne długości koherencji ekscytonów typu F i ekscytonów typu W-M w układzie, ich zależności od parametru skoku elektronowego pomiędzy warstwami, od parametrów skoków elektronowych w oddzielnych warstwach układu, a także zależność od oddziaływania Kulombowskiego międzywarstwowego. Praca będzie wykonana dla układu dwuwarstwowego symetrycznego, a także przy obecności parametru asymetrii.

Wymagana jest podstawowa wiedza teoretyczna z fizyki ciała stałego, a także znajomość podstawowych metod kwantowej teorii pola (KTP) stosowanej w fizyce materii skondensowanej, między innymi znajomość z metodą funkcji Greena, z techniką diagramatyczną Feynmana dla układów Bozonowych i Fermionowych. Znajomość z metodami numerycznymi (szczególnie w języku C++) jest mile widziane.

Kontakt: tel. 71 395 4157, email:

Synteza i charakterystyka fizykochemiczna nanokrystalicznych tlenków Ce1-xMxO2 (M – metal przejściowy)

Praca doświadczalna dla studentów kierunków chemicznych. Nanokrystaliczne tlenki Ce1-xMxO2 (M – metal przejściowy) są aktywne w wielu reakcjach katalitycznych np. dopalania spalin. Celem pracy będzie synteza i badanie właściwości otrzymanych tlenków takich jak: skład chemiczny, rozmiar krystalitów, jednorodność, struktura krystaliczna, powierzchnia właściwa oraz aktywność katalityczna. Wykorzystane zostaną takie techniki jak SEM, EDS, XRD, TEM, BET, Raman i TPR/TPO.

Kontakt: tel. 71 395 4159, email:

  1. Preparatyka i zbadanie właściwości fizykochemicznych układów nanoferrytów typu MFe2O4 z wykorzystaniem wspomaganej mikrofalami reakcji Bradley’a
  2. Preparatyka i zbadanie właściwości fizykochemicznych układów nanospineli aktywowanych jonami lantanowców do zastosowania w aplikacjach biologicznych
  3. Preparatyka i zbadanie właściwości fizykochemicznych układów nanoperowskitów typu ABO3 domieszkowanych jonami lantanowców z wykorzystaniem technik wodnych i bezwodnych do zastosowań w bio-obrazowaniu
  4. Synteza i funkcjonalizacja powierzchni nanoferrytów wybranymi molekułami biologicznie aktywnymi
  5. Synteza i funkcjonalizacja powierzchni nanoperowskitów wybranymi molekułami biologicznie aktywnymi
  6. Zbadanie formy oddziaływań ligand organiczny - powierzchnia nanocząstek oraz ocena wykorzystania układów w transporcie leków
  7. Zbadanie formy oddziaływań ligand organiczny - powierzchnia nanocząstek oraz ocena efektów cytotoksycznych układów

Tematyka prac bezpośrednio związana z realizacją projektów badawczych.

Kontakt: tel. 71 395 4294, email:

Synteza i badanie materiałów katalitycznych

Tematyka proponowanych prac dotyczy katalizy i adsorpcji. Synteza materiałów katalitycznie aktywnych będzie opierać się na jednej z wybranych metod: synteza zol-żel, synteza w mikroemulsji, metoda hydrotermalna z aktywacją mikrofalową. Studenci zapoznają się z metodami badania katalizatorów takimi jak: XRD (skład fazowy), mikroskopia elektronowa, niskotemperaturowa adsorpcja N2 - 77K (tekstura: SBET, Vp), metody termoprogramowane:  TPR, TPD-MS, TPO (własności red-ox, własności adsorpcyjne. Część prac jest realizowana również z projektów europejskich (GreenAir). 

Kontakt: tel. 71 395 4155, email:

Temat 1: Synteza nanorozmiarowych mieszanych tlenków Ce1-xMxO2-y metodą solwotermalną

Praca doświadczalna. Zadaniem będzie otrzymanie nanokrystalitów tlenków Ce1-xMxO2-y (M=metal przejściowy) o dobrze zdefiniowanej morfologii (jednakowy kształt i wąski rozkład wielkości) za pomocą metod ciśnieniowych. Istotną częścią pracy będzie analiza mikrostruktury oraz składu otrzymanych próbek za pomocą metod mikroskopii elektronowej (TEM oraz SEM) oraz mikroanalizy rentgenowskiej (EDS)

Temat 2: Analiza składu chemicznego nanomateriałów metodą SEM-EDS

Praca doświadczalna. Zadaniem będzie opracowanie metody pomiaru i oszacowanie błędu pomiaru składu chemicznego przykładowych nanomateriałów (nanoproszki, ceramiki, katalizatory nośnikowe) za pomocą metody mikroanalizy rentgenowskiej (EDS).

Temat 3: Identyfikacja i wyznaczanie orientacji nanokryształów metodą dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych (EBSD)

Praca doświadczalna. Zadaniem będzie zbadanie możliwości wykorzystania metody EBSD (w połączeniu z metodą EDS) do identyfikacji nanokryształów osadzonych w matrycach i na podłożach.  

Kontakt: tel. 71 395 4159, email:

  1. Synteza i badanie właściwości strukturalnych i spektroskopowych nanohydroksyapatytów domieszkowanego i współdomieszkowanych jonami lantanowców - syntezy chemiczne, morfologia i struktura (XRD, TEM, IR, Raman), spektroskopia optyczna - widma absorpcji, emisji, pomiary czasów życia, min. 1 rok;

  2. Synteza i zbadanie wpływu domieszkowania i współdomieszkowania jonami lantanowców na parametry strukturalne i spektroskopowe nano-chloroapatytów - syntezy chemiczne, morfologia i struktura (XRD, TEM, IR, Raman), spektroskopia optyczna - widma absorpcji, emisji, pomiary czasów życia, min. 1 rok;

  3. Synteza i zbadanie wpływu domieszkowania i współdomieszkowania jonami lantanowcówna parametry strukturalne i spektroskopowe nano-fluoroapatytów - syntezy chemiczne, morfologia i struktura (XRD, TEM, IR, Raman), spektroskopia optyczna - widma absorpcji, emisji, pomiary czasów życia, min. 1 rok;

  4. Badanie warunków syntezy na strukturę i właściwości spektroskopowe nanokrystalicznych materiałów tlenkowych domieszkowanych i współdomieszkowanych jonami lantanowców - syntezy chemiczne, morfologia i struktura (XRD, TEM, IR, Raman), spektroskopia optyczna - widma absorpcji, emisji, pomiary czasów życia, min. 1 rok.

Kontakt: tel. 71 395 4166, email:

  1. Laserowo stymulowana rekrystalizacja ultramałych nanoluminoforów domieszkowanych jonami lantanowców.
    Praca dotyczy syntezy koloidalnych zawiesin ultramałych nanokrystalitów NaYF4 domieszkowanych jonami lantanowców (Yb i Tm oraz Yb i Er),  weryfikację ich struktury krystalicznej (XRD) i morfologii (TEM) oraz dystrybucji rozmiarów (DLS). Uzyskane nanomateriały zostaną następnie poddane działaniu intensywnej i skupionej wiązki laserowej, w wyniku czego nastąpuje rekrystalizacja i rozrost nanokrystalitów do mikrokrystalitów. Towarzyszą temu dramatyczne zmiany włąściwości spektroskopowych, m.in. około 100-1000 krotny wzrost intensywności luminescencji i zmianę barwy luminescencji. Uzyskane w ten sposób próbki będą badane pod kątem właściwości spektroskopowych (mikroskopowe widma rozdzielcze w czasie), a także pod kątem potencjalnych zastosowań, jako detektorów lub konwerterów promieniowania optycznego
    min. 1 rok (referencja http://iopscience.iop.org/0957-4484/23/14/145705/)
     
  2. Modelowanie właściwości spektroskopowych nanoluminoforów typu rdzeń-płaszcz domieszkowanych jonami lantanowców.
    W ramach pracy, magistrant pozna właściwości spektroskopowe jonów lantanowców i w oparciu o teorię Judda-Ofelta oraz inne dostępne modele teoretyczne (m.in. równania stanów),  opracuje program (preferowane środowisko programistyczne: MatLab) do modelowania właściwości spektroskopowych (kinetyka populacji stanów wzbudzonych, intensywność względna luminescencji itp.) nanoluminoforów typu rdzeń-płaszcz domieszkowanych jonami Yb:Tm oraz Yb:Er.
    min. 1 rok

Kontakt: tel. 71 395 4315, email:

Teoria ruchu strumienia magnetycznego w antyferromagnetycznych nadprzewodnikach wysokotemperaturowych.

Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe jest jednym z ważniejszych współczesnych zagadnień fizyki fazy skondensowanej. W nadprzewodniku umieszczonym w polu magnetycznym, w określonych warunkach, pojawia się strumień magnetyczny w postaci tzw. nici wirowych. Nici wirowe ze względu na swoje własności należą do gatunku makroskopowych obiektów kwantowych

Kontakt: tel. 71 395 4287, email:

Temat 1. Analiza oddziaływań pomiędzy jonami magnetycznymi w metalach i półprzewodnikach.
Jony magnetyczne rozcieńczone w metalach i półprzewodnikach oddziaływają ze sobą przede wszystkim za pośrednictwem elektronów wędrownych. Oddziaływania te zależą nie tylko od odległości pomiędzy jonami i sprzężenia pomiędzy nimi a poruszającymi się elektronami ale również od gęstości tych ostatnich. Praca będzie polegała na zbadaniu prostego modelu jednowymiarowego opisującego przedstawiony tu układ za pomocą metod numerycznych (diagonalizacja Hamiltonianu skończonego układu) i określeniu zależności zarówno oddziaływania magnetycznego jak i ładunkowego od parametrów modelu i gęstości elektronów wędrownych.

Temat 2. Teoria dwupasmowego układu elektronowego z hybrydyzacją.
W wielu układach metalicznych elektrony przewodnictwa pochodzą z kilku różnych pasm energetycznych, pomiędzy którymi istnieje hybrydyzacja. Mówimy wtedy, że ruch elektronów odbywa się wielokanałowo. Celem pracy będzie wyznaczenie spektrum energetycznego takiego układu w zależności od szerokości pasm i ich wzajemnego położenia, od wielkości hybrydyzacji oraz od wymiaru (jedno- i dwuwymiarowa) i rodzaju sieci krystalicznej (kwadratowa, trójkątna). Obliczenia zostaną przeprowadzone w oparciu o prosty model gazu sieciowego.

Kontakt: tel. 71 395 4192, email:

1. Struktura elektronowa i własności wybranego metalicznego układu f-elektronowego.

Zadaniem dyplomanta będzie wyznaczenie struktury elektronowej metalicznego układu f-elektronowego w oparciu o zależności temperaturowe ciepła właściwego i podatności magnetycznej oraz inne dostępne dane doświadczalne. Praca obejmowałaby zebranie, ewentualnie uzupełnienie danych doświadczalnych, przystosowanie istniejących programów komputerowych do równoczesnego dopasowywania różnych danych i zastosowanie ich do wybranego przykładu.

 

2. Prosty model cząstek silnie skorelowanych w zastosowaniu do socjofizyki.

Proste modele cząstek silnie skorelowanych konstruuje się by wyjaśnić nieintuincyjne właściwości rzeczywistych układów silnie skorelowanych, rozumieć towarzyszące im zjawiska kolektywne oraz przejścia fazowe. Od pewnego czasu wykorzystuje się je także do symulacji zachowań społecznych. Celem pracy byłby przegląd ostatnich osiągnięć w tej właśnie dziedzinie, ich analiza w oparciu o uzupełniające obliczenia własne i ewentualnie zaproponowanie modyfikacji poprawiających model(e). Wskazana pewna sprawność matematyczna i komputerowa.

 

3. Uproszczony model intensywności przejść optycznych w układach f-elektronowych.

Praca ma charakter teoretyczny. Jej celem jest zastosowanie efektywnego uproszczonego modelu fenomenologicznego pozwalającego wyznaczyć intensywności przejść dipola elektrycznego pomiędzy poziomami pola krystalicznego dla serii związków f-elektronowych. Wskazana byłby umiejętność programowania pozwalająca przystosować istniejące programy komputerowe.

 

4. Model widm optycznych wybranych układów f-elektronowych.

Celem pracy jest interpretacja widm optycznych z uwzględnieniem wpływu pola krystalicznego. Praca obejmuje identyfikację przejść, przystosowanie istniejących programów komputerowych, przeprowadzenie obliczeń i analizę wyników.

Uwaga, możliwość kontynuowania tematu po zakwalifikowaniu się na studia doktoranckie w INTiBS. Zapraszam na konsultacje.

Kontakt: tel. 71 395 4263, email:

1. Właściwości transportu elektronowego związków międzymetalicznych pod wysokim ciśnieniem hydrostatycznym.

2. Badanie właściwości termoelektrycznych stopów klatratowych.

3. Badanie właściwości magnetycznych i spektroskopowych kumarynowych kompleksów miedzi(II).

Kontakt: tel. 71 395 4176, email:

1. Zbadanie wpływu warunków syntezy zol-żelowej na strukturę i morfologię nanokrystalicznych warstw Y2Si2O7 - syntezy chemiczne, XRD, spektroskopia ramanowska, AFM, elipsometria, czas realizacji min. 1 rok

2. Synteza i zbadanie wpływu domieszkowania jonami ziem rzadkich na parametry strukturalne i spektroskopowe nanoproszków Y2Si2O7 o wąskim rozkładzie rozmiaru ziaren - syntezy chemiczne, XRD, spektroskopia optyczna, min. 1 rok

3. Synteza i zbadanie właściwości strukturalnych i spektroskopowych nanometrycznego Lu2Si2O7 o wąskim rozkładzie rozmiaru ziaren - syntezy chemiczne, XRD, spektroskopia optyczna, min. 1 rok

4. Opracowanie i zbadanie właściwości optycznych nanometrycznych materiałów typu „core-shell” otrzymanych metodą zol-żelową na bazie koloidalnych roztworów nanokryształów luminescencyjnych - syntezy chemiczne, spektroskopia optyczna, min. 2 lata

Kontakt: tel. 71 395 4131, email:

1. Interpolacja wielkości fizycznych w układach o symetrii kubicznej i heksagonalnej.

Celem pracy jest zbadanie jakiego typu interpolacja pozwala najdokładniej odtworzyć określoną wielkość fizyczną w układzie, jeżeli znamy jej wartości jedynie w kilku punktach. To zagadnienie jest istotne m.in. w zastosowaniach metod matematycznych tomografii komputerowej.

2. Badanie warunku konsystencji danych eksperymentalnych.

W różnego rodzaju eksperymentach (m.in. tomografii komputerowej) mierzy się projekcje (całki liniowe lub powierzchniowe) pewnych funkcji f.  W przypadku badania określonego obiektu, projekcje te są zależne, co określa tzw. warunek konsystencji. Celem pracy jest zbadanie jaka część szumu eksperymentalnego może zostać wyeliminowana w oparciu o ten warunek.

logo
  • Adres Instytutu:
    ul. Okólna 2, 50-422 Wrocław
    Adres pocztowy:
    P Nr 1410, 50-950 Wrocław 2
  • 71 343 5021, 71 395 4xxx (xxx nr wew.)
    Fax:  71 344 1029
  • Poniedziałek - piątek w godz. 7:30-15:30