Katedra Radiospektroskopii i Fizyki Węgla

Serdecznie witamy na stronie Katedry Radiospektroskopii i Fizyki Węgla!

o jednostce

Badania prowadzone w Katedrze Radiospektroskopii i Fizyki Węgla dotyczą struktur krystalicznych węgla w hybrydyzacji sp3 (diament) oraz sp2 (grafen, tlenek grafenu, nanorurki węglowe). Diamenty wytwarzane są w warunkach metastabilnych, w niskich ciśnieniach metodą osadzania z fazy gazowej z udziałem gorącego włókna (HF CVD). Technologia ta pozwala na osadzanie cienkich warstw polikrystalicznych o grubościach rzędu mikrometrów. Dopasowywanie własności elektrycznych i optycznych dokonywane jest poprzez wprowadzanie domieszek do warstw w trakcie ich wzrostu. Kowalencyjne funkcjonalizowanie niewysyconych wiązań węglowych na powierzchni diamentu pozwala na kontrolowanie własności transportu ładunku elektrycznego. Badania nad dopasowywaniem własności optycznych i elektrycznych prowadzone są pod kątem zastosowania cienkich warstw diamentowych w konstrukcji detektorów promieniowania jonizującego oraz czujników chemicznych.

Kolejny obszar badań dotyczy węglowych tranzystorów polowych bramkowanych elektrochemicznie (SG FET). W tranzystorach tych kanał przewodzący wykonywany jest z materiałów węglowych, takich jak cienkie warstwy diamentowe, nanorurki węglowe, grafen, tlenek grafenu, etc. Na czułość tranzystora ma wpływ struktura pasm elektronowych w kanale przewodzącym, ruchliwość elektronów i dziur oraz struktura powierzchni międzyfazowej elektrolitu i kanału przewodzącego. Węglowy SGFET może znaleźć zastosowanie w bioelektronice jako interfejs pomiędzy układem biologicznym i standardowym mikroprocesorem.

Kinetyka heterogenicznej reakcji przeniesienia elektronu pomiędzy elektrodą węglową a roztworem elektrolitu jest kluczowa dla zastosowania elektrod grafenowych w czujnikach elektrochemicznych, barwnikowych ogniwach słonecznych, katodach ogniw paliwowych, superkondensatorach oraz w procesie fotochemicznego rozszczepiania wody. Prowadzone symulacje i eksperymenty dotyczą układów z takimi depolaryzatorami jak jony cyjanożelazianowe oraz polijodkowe. Badania obejmują również reakcję redukcji tlenu (ORR) oraz fotokatalizę reakcji rozszczepiania tlenu.