Oddział Niskich Temperatur i Nadprzewodnictwa jest sukcesorem Zakładu Niskich Temperatur będącego podstawowym działem powołanego 1 października 1966 roku Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN, któremu Zakład użyczył swej nazwy. Od momentu powstania podstawowymi zainteresowaniami Oddziału były: nadprzewodnictwo, własności cieplne ciała stałego oraz rozwój i wykorzystanie technik kriogenicznych. Obecna tematyka nie odbiega bardzo od tego, koncentrując się na badaniach nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego, transportu ciepła w ciele stałym oraz w kriokryształach, natomiast miejsce szeroko pojmowanej kriotechniki zajęła kriotermemetria, której rozwój zaowocował umiejscowieniem w INTiBS państwowego wzorca temperatury. 

Pracownicy Oddziału Niskich Temperatur i Nadprzewodnictwa

Tematyka badawcza:

  • Powstawanie i propagacja wzbudzeń termicznych w kryształach utworzonych z gazów szlachetnych i prostych gazów molekularnych.
  • Badanie rozproszeń fononów w materiałach nanokompozytowych otrzymanych na bazie prostych kryształów van der Waalsa.
  • Mechanizmy transportu ciepła w kryształach molekularnych i w nowych materiałach przeznaczonych do zastosowań elektrooptycznych.
  • Badanie współistnienia nadprzewodnictwa i magnetyzmu w domieszkowanych związkach typu AFe2As2 dla A = Ba, Eu, Ca (monokryształy, podstawiane za żelazo np. kobaltem).
  • Badanie własności magnetycznych i poszukiwanie nadprzewodnictwa w materiałach o małej gęstości nośników (płaszczyzny zbliźniaczeń w kryształach bizmutu i izolatorów topologicznych, nanoceramiki GaN, płaszczyzny rozdzielające SrTiO3 oraz LaAlO3).
  • Anizotropia współczynników termoelektrycznych pod wpływem przyłożenia jednoosiowego ciśnienia, pozwalającego na odbliźniaczanie monokrystalicznych próbek i badania stanu nematycznego
    żelazowych materiałów nadprzewodnikowych.
  • Dynamika wirów magnetycznych w domieszkowanych monokryształach nadprzewodników wysokotemperaturowych.
  • Zjawiska oddziaływania nadprzewodnictwa i magnetyzmu w nanorozmiarowych heterostrukturach typu zaworu spinowego.
  • Mechanizmy dyssypacji energii elektromagnetycznej w komercyjnych, nadprzewodzących kompozytach wysokotemperaturowych
  • Badanie charakterystyk metrologicznych wzorcowych termometrów platynowych nowej generacji w zakresie niskich temperatur.

W skład Oddziału wchodzi także Laboratorium Wzorca Temperatury, które jest akredytowanym Laboratorium Wzorcującym. Prowadzi ono wzorcowanie urządzeń do pomiarów temperatury w zakresie od 0oC do 156oC, wykorzystując fakt, że INTiBS jest depozytariuszem państwowego wzorca jednostki miary temperatury dla zakresu od 13,8033K do 273,16K. 

Reprezentatywne publikacje 2005-2015:

  • B.A. Danilchenko, T. Paszkiewicz, S. Wolski, A. Jeżowski, and T. Plackowski: Heat Capacity and Phonon Mean Free Path of Wurtzite GaN. Appl. Phys. Lett. 89 (2006) 061901 (3).
  • P. Stachowiak, E. Pisarska, A. Jeżowski, and A.I. Krivchikov: Dominant Mechanisms of Phonon Scattering in Low-Temperature Phases of Solid Methanes. Phys. Rev. B 73 (2006) 134301 (5).
  • A. Jeżowski, J. Mucha, R. Pązik, and W. Stręk: Influence of Crystallite Size on the Thermal Conductivity in BaTiO3 Nanoceramics. Appl. Phys. Lett. 90 (2007) 114104 (3).
  • P.J.W. Philip, R. Puźniak, F. Balakirev, K. Rogacki, J. Karpinski, N.D. Zhigadlo, and B. Batlogg: High Magnetic-Field Scales and Critical Currents in SmFeAs(O,F) Crystals. Nature Mater. 9 (2010) 628−633.
  • M. Matusiak, Z. Bukowski, and J. Karpinski: Nernst Effect in Single Crystals of the Pnictide Superconductor CaFe1.92Co0.08As2 and Parent Compound CaFe2As2. Phys. Rev. B 81 (2010) 020510R (4).
  • A. Błachowski, K. Ruebenbauer, J. Żukrowski, Z. Bukowski, K. Rogacki, P.J.W. Moll, and J. Karpinski: Interplay between Magnetism and Superconductivity in EuFe2−xCoxAs2 Studied by 57Fe and 151Eu Mössbauer Spectroscopy. Phys. Rev. B 84 (2011) 174503 (8).
  • A. Błachowski, K. Ruebenbauer, J. Żukrowski, K. Rogacki, Z. Bukowski, and J. Karpinski: Shape of Spin Density Wave versus Temperature in AFe2As2 (A = Ca, Ba, Eu): A Mössbauer Study. Phys. Rev. B 83
    (2011) 134410 (12).
  • V.H. Tran, T.A. Zaleski, Z. Bukowski, L.M. Tran, and A.J. ZaleskiTuning Superconductivity in Eu(Fe0.81Co0.19)2As2 with Magnetic Fields. Phys. Rev. B 85 (2012) 052502 (4).
  • Z. Guguchia, A. Amato, J. Kang, H. Luetkens, P.K. Biswas, G. Prando, F. von Rohr, Z. Bukowski, A. Shengelaya, H. Keller, E. Morenzoni, R.M. Fernandes, and R. Khasanov: Direct Evidence for a Pressure-Induced Nodal Superconducting Gap in the Ba0.65Rb0.35Fe2As2 Superconductor. Nature Commun. 6 (2015) 8863 (8).
  • D. Szewczyk, A. Jeżowski, G.A. Vdovichenko, A.I. Krivchikov, F.J. Bermejo, J.Ll. Tamarit, L.C. Pardo, and J.W. Taylor: Glassy Dynamics versus Thermodynamics: The Case of 2-Adamantanone. J. Phys.
    Chem. B 119 (2015) 8468−8474.

Aparatura:

Urządzenia do syntez i wstępnej charakterystyki materiałowej

  • Dyfraktometr rentgenowski do badania próbek proszkowych DRON.
  • Skaningowy mikroskop elektronowy Philips 515 ze spektrometrem energii EDAX PV9800.
  • Piece muflowe i rurowe umożliwiające pracę do temperatury 1400−1600°.

Urządzenia pomiarowe

  • PPMS (Physical Property Measurement System) firmy Quantum Design do prowadzenia badań w zakresie temperatur 1,9 - 400 K w polu magnetycznym do 9 T ze wstawkami umożliwiającymi pomiar:
    • ciepła właściwego;
    • namagnesowania stało- i zmienno-prądowego (metodą wyciąganej próbki);
    • namagnesowanie stałoprądowego (metodą momentu skręcającego);
    • przewodnictwo cieplnego;
    • przewodnictwa elektrycznego stało- i zmiennoprądowego (z rotatorem);
    • efektów termo- i galwanomagnetycznych (z rotatorem).
  • Susceptometr firmy Oxford Instruments do prowadzenia badań w zakresie temperatur 1,9 - 350 K w polu magnetycznym do 9 T ze wstawkami umożliwiającymi pomiar:
    • namagnesowania stało- i zmienno-prądowego (metodą wyciąganej próbki);
    • przewodnictwa elektrycznego stało- i zmiennoprądowego.
  • Teslatron firmy Oxford Instruments wyposażony w magnes o indukcji do 12 T i wkład do pomiarów w zakresie temperatur 1,8 - 300 K. Wyposażony we wstawki do pomiarów:
    • przewodnictwa elektrycznego stało- i zmiennoprądowego;
    • efektu magnetokalorycznego;
    • efektów termo- i galwanomagnetycznych.
  • Urządzenia do pomiarów przewodnictwa cieplnego zestalonych gazów w zakresie temperatur 1 - 50 K.
  • Stanowiska pomiarowe do badania przewodnictwa cieplnego i oporności elektrycznej ciał stałych w przedziale temperatur 5 – 300 K.
  • Susceptometr SQUIDowy do badania podatności magnetycznej kriokryształów w zakresie temperatur 4 - 40 K.
  • Dylatometr SQUIDowy do pomiarów rozszerzalności ciał stałych w temperaturach 1 - 50 K.
  • Kalorymetr adiabatyczny do pomiarów ciepła właściwego kryształów w temperaturach 30 - 430 K.
  • Urządzenie do pomiarów strat energetycznych drutów i taśm nadprzewodzących w temperaturze ciekłego azotu w polach impulsowych i dla transportowych pradów impulsowych.
  • Stanowiska do wzorcowania termometrów w punktach stałych skali temperaturyod 13 K do 430 K z niepewnością mniejsza niż 1 mK.
  • Stanowisko do wzorcowania termometrów metodą porównawczą w zakresie temperatur od -196oC do 440oC z niepewnością 10 mK.
  • Precyzyjne mostki stało- i zmiennoprądowe do pomiaru rezystancji z niepewnością lepszą niż 0.1 ppm.

Pracownicy:

Lista pracowników