Inżynieria i Technologie Materiałów

Inżynieria i Technologie Materiałów – obejmuje następujące dziedziny: mulidyscyplinarne nauki o materiałach, fizykę stosowaną, metalurgię
i inżynierię metalurgiczną oraz naukę i technikę jądrową.
Kierownikiem jest dr hab. Anna Zawadzka, prof. UMK.

Działalność naukowa pola badawczego Inżynieria i Technologie Materiałów (Material Science and Technology) koncentruje się wokół obszarów tematycznych obejmujących:

• wytwarzanie i charakteryzację wielofunkcyjnych materiałów w postaci cienkich warstw i nanostruktur,
• badania właściwości cieplnych kryształów mieszanych,
• poszukiwanie materiałów scyntylacyjnych,
• rozwój próżniowych technologii do wytwarzania cienkich warstw i nanostruktur oraz wysokociśnieniowych metod hodowli kryształów.

Wytwarzanie, charakteryzacja i rozwój nowych materiałów o oryginalnych właściwościach fizycznych stanowi jeden z podstawowych elementów w rozwoju przyszłych technologii. Poszukiwanie ciekawych wielofunkcyjnych materiałów do zastosowań w fotowoltaice
i optyce nieliniowej to jeden z ważnych tematów współczesnej inżynierii materiałowej
i nanotechnologii. Celem badań jest optymalizacja parametrów fizyko-chemicznych cienkich warstw oraz nanostruktur wykonanych z różnorodnych materiałów o pożądanych własnościach do zastosowań w fotowoltaice, optoelektronice i optyce nieliniowej. Jako materiały do badań wykorzystane zostaną materiały absorpcyjne o strukturze perowskitu, materiały organiczne (w tym supramolekuły) oraz kompleksy organiczne z metalami.

Kryształy mieszane są obecnie wykorzystywane do produkcji wielu elementów optoelektronicznych: detektorów promieniowania wysokoenergetycznego, urządzeń optoelektronicznych, modulatorów elektrooptycznych, ogniw słonecznych czy podłoży. Ich właściwości fizyczne można w znacznym stopniu zmieniać, dobierając odpowiedni materiał i/lub jego zawartość. Celem prowadzonych badań jest wykorzystanie różnych metod fototermicznych i optycznych do badania kryształów mieszanych na bazie CdTe, domieszkowanych atomami Be, Mn, Se oraz Mg. Badane kryształy będą hodowane wysokociśnieniową metodą Bridgmana w atmosferze argonu. W ramach badań zostanie przeprowadzona kompleksowa charakteryzacja właściwości otrzymanych kryształów, co pozwoli wskazać potencjalnie nowe materiały do zastosowań praktycznych.

Scyntylatory to materiały zdolne do przekształcania promieniowania o wysokiej energii, takiego jak promieniowanie rentgenowskie lub gamma, w światło widzialne lub bliskie widzialnemu. Są szeroko stosowane jako detektory w diagnostyce medycznej, fizyce wysokich energii i eksploracji geofizycznej. Badania nowych materiałów scyntylacyjnych oparte zostaną o próbki pochodzące z czołowych jednostek zajmujących się ich wytwarzaniem: IKZ (Berlin), NTU (Singapur), KMUTT (Bangkok) oraz Łukasiewicz PORT (Wrocław). Badane będą próbki półprzewodnikowych kryształów tlenkowych, kryształów halogenków ołowiowych i bezołowiowych z grupy perowskitów oraz granaty itru i lutetu aktywowane jonami ziem rzadkich. Charakteryzacja materiałów o potencjale aplikacyjnym
w detekcji promieniowania jonizującego polegać będzie na pomiarach widm wysokości impulsu, profili czasowych scyntylacji oraz radio- i termoluminescencji. Planowane jest nawiązanie współpracy z grupami z USA i Francji.

Pole badawcze skupia naukowców reprezentujących dyscypliny: fizyka oraz inżynieria materiałowa.