Full Text - Tomasz M. Majka Publisher

Transkrypt

Materia y
Ogólnopolskiej Konferencji
Kryszta ki Molekularne 2015
Instytut Fizyki J drowej im. Henryka Niewodnicza skiego Polskiej Akademii Nauk
ul. Radzikowskiego 152
31-342 Kraków
Materia y
Ogólnopolskiej Konferencji
Kryszta ki Molekularne 2015
Kraków
2-4 wrze nia 2015 r.
Redakcja:
Marcin Majka, Tomasz M. Majka
Projekt ok adki:
Marcin Majka
Logo:
Daniel "Noxam" Gaj
Fotografie:
Piotr Zieli ski
Druk:
Drukarnia Eikon Plus
ul. Wybickiego 46
31-302 Kraków
tel. (12) 636 27 13
www.eikon.net.pl
Wydawca Tomasz Mariusz Majka
ul.: Bitwy pod Monte Cassino 5/151A
33-100 Tarnów, Polska
www.tomaszmmajka.edu.pl
Copyright © by Tomasz Mariusz Majka, Tarnów 2015
ISBN 978-83-937270-3-2
OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA KRYSZTA KI MOLEKULARNE 2015
Spis tre ci
Przedmowa
7
Organizatorzy i sponsorzy
8
Patronaty
9
Komitety
10
Program konferencji
11
Lista plakatów
13
Streszczenia
14
roda
Czwartek
16
Pi tek
28
Plakaty
39
Indeks Autorów
51
Notes
53
5
6
Przedmowa
Serdecznie witamy na Ogólnopolskiej Konferencji Kryszta ki Molekularne 2015.
Ogólnopolska Konferencja Kryszta ki Molekularne to odbywaj cy si w dwuletnim cyklu
przegl d osi gni m odych naukowców z fizyki, chemii i in ynierii materia ów o z onej
budowie chemicznej. Ogólnopolska Konferencja Kryszta ki Molekularne 2015 jest trzeci
ods on cyklu spotka dla studentów i doktorantów, która swe pocz tki wywodzi z Wroc awia.
„Kryszta ki Molekularne” s wydarzeniem towarzysz cym Ogólnopolskiej Konferencji
Kryszta y Molekularne zorganizowanej ostatnio w Sromowcach Ni nych przez Instytut Fizyki
drowej im. Henryka Niewodnicza skiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie. Jest to
konferencja z tradycj zapocz tkowan w 1977 roku we Wroc awiu.
Powierzenie organizacji tegorocznego spotkania Zak adowi Bada Strukturalnych
Instytutu Fizyki J drowej im. H. Niewodnicza skiego Polskiej Akademii Nauk
w Krakowie jak i Politechnice Krakowskiej im. Tadeusza Ko ciuszki poczytujemy sobie za
zaszczyt, a Dyrektorowi Instytutu Fizyki J drowej PAN, Rektorowi Politechniki Krakowskiej
oraz Przewodnicz cemu Okr gu Krakowskiego Polskiego Towarzystwa Fizycznego
dzi kujemy za wsparcie i patronat honorowy.
Zapraszamy na wyk ady, komunikaty i sesj plakatow . Polecamy te zapoznanie si
ze stoiskiem przygotowanym przez naszego partnera Akademickie Centrum Komputerowe
CYFRONET Akademii Górniczo-Hutniczej wspó organizatora konferencji.
Podczas konferencji zostan wyg oszone trzy wyk ady zaproszone. Wyk ad otwieraj cy
wyg osi Pani dr hab. Ewa Gondek Prodziekan ds. ogólnych i dydaktyki Wydzia u Fizyki,
Matematyki i Informatyki Politechniki Krakowskiej. Tematem wyk adu b
"Komórki
fotowoltaiczne na bazie polimerowych pó przewodników". Drugi wyk ad zaproszony wyg osi
Pan mgr Klemens Noga Kierownik Zespo u Szkoleniowego Akademickiego Centrum
Komputerowego CYFRONET Akademii Górniczo-Hutniczej. Tematem wyk adu b dzie
"Infrastruktura PLGrid: dedykowane us ugi dla nauki". Wyk ad zamykaj cy "Kryszta ki
Molekularne 2015" wyg osi dr hab. Andrzej Budziak profesor nadzwyczajny Instytutu Fizyki
drowej im. Henryka Niewodnicza skiego PAN. Tematem wyk adu b dzie "Wodór – paliwo
bez spalin".
Oprócz tradycyjnych sesji referatowych i plakatowej, podczas "Kryszta ków
Molekularnych 2015" odb
si dwa szkolenia zorganizowane przez Akademickie Centrum
Komputerowe CYFRONET Akademii Górniczo-Hutniczej. Szkolenia b
dotyczy wsparcia
bada naukowych przez infrastruktur PLGrid. PLGrid to ogólnopolska platforma
informatyczna wspieraj ca prowadzenie bada naukowych. Oferta PLGrid obejmuje:
wykonywanie oblicze z wykorzystaniem superkomputerów, dost p do profesjonalnego
oprogramowania naukowego, przechowywanie danych, obliczenia w chmurze, narz dzia pracy
zespo owej.
Mamy nadziej , e dzi ki Pa stwa obecno ci Ogólnopolska Konferencja Kryszta ki
Molekularne 2015 stanie si te wa nym wydarzaniem w rozwoju dziedziny bada materia ów
molekularnych. Wszystkim Uczestnikom yczymy wielu warto ciowych kontaktów i dyskusji
naukowych.
El bieta B. Gotfryd
Marcin Majka
7
Organizatorzy i sponsorzy
Instytut Fizyki J drowej PAN
Politechnika Krakowska
Naukowe Ko o Fizyków Kwark PK
Journal of Education
and Technical Sciences
Wydawca Tomasz Mariusz Majka
Urz d Miasta Krakowa
Akademickie Centrum Komputerowe CYFRONET Akademii Górniczo-Hutniczej
8
Patronat honorowy
prof. dr hab. Marek Je abek
Dyrektor Instytutu Fizyki J drowej im. Henryka Niewodnicza skiego PAN
prof. dr hab. in . Kazimierz Furtak
Rektor Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Ko ciuszki
prof. dr hab. Zdzis aw Burda
Przewodnicz cy Okr gu Krakowskiego Polskiego Towarzystwa Fizycznego
Patronat medialny
Czasopismo Otwarta Innowacja
Internetowe Akademickie Radio Nowinki
Politechniki Krakowskiej
9
Komitet naukowy
prof. dr hab. Maria Ba anda
prof. dr hab. Maria Massalska-Arod
prof. dr hab. Tadeusz Lesiak
dr hab. Wojciech Zaj c
prof. dr hab. Piotr Zieli ski
Komitet organizacyjny
Przewodnicz cy Konferencji
Marcin Majka (IFJ PAN)
Przewodnicz ca Komitetu Organizacyjnego
El bieta B. Gotfryd (PK)
Z-ca przewodnicz cej Komitetu Organizacyjnego
Juliusz Chojenka (PK)
Sekretariat
Maria Krawczyk (IFJ PAN)
Bartosz Dziedzic (PK)
Miros aw Ga zka (IFJ PAN)
Dominika Ku ma (IFJ PAN)
Natalia Osiecka (IFJ PAN)
Pawe Sobieszczyk (IFJ PAN)
10
Program konferencji
roda 02.09.2015 r.
REJESTRACJA od 13:00
15:00
OTWARCIE KONFERENCJI
15:30
E. Gondek – wyk ad otwieraj cy
Komórki fotowoltaiczne na bazie polimerowych pó przewodników
16:15
K. Noga – wyk ad zaproszony
Infrastruktura PLGrid: dedykowane us ugi dla nauki
17:30
UROCZYSTA KOLACJA
8:00 –
11:00
Szkolenie: Efektywne wykorzystanie klastra Zeus w chemii obliczeniowej
Miejsce: ACK Cyfronet AGH, ul. Nawojki 11, Kraków, sala konferencyjna III p.
11:30
PRZERWA KAWOWA
Czwartek 03.09.2015 r.
12:00
12:15
12:30
M. Majka
Nieliniowo
i wieloskalowo , czyli o relaksacji niewyk adniczej
S. Ma kowiak
Kontrola ci nienia w symulacjach uk adów niejednorodnych metod
Nierównowagowej Dynamiki Molekularnej
. Dubiel
Mody normalne w magnetycznym
cuchu
12:45
T. Kozik
Modelowanie struktury krystalograficznej z onego uk adu domieszkowanej
polianiliny za pomoc algorytmów genetycznych
13:00
PRZERWA OBIADOWA
. Skórka
14:00
Wp yw czynników strukturalnych na oddzia ywania ferromagnetyczne
w oligoaryloaminach
P. Budzisz
14:15
14:30
O susceptancyjnej metodzie wyznaczania ruchliwo ci no ników adunku
w cienkich warstwach organicznych
G. G bka
Badania oddzia ywa ligand-nanokryszta w organiczno-nieorganicznych
uk adach hybrydowych
D. Wrana
14:45
15:00
15:30
15:45
1D, 2D, 3D - nanodruty, warstwy, wyspy: kontrola wzrostu moleku
para-heksafenylu na powierzchni TiO2(110)
PRZERWA KAWOWA
G. Gruzel
Synteza i analiza mikrostrukturalna bimetalicznych nanocz stek Pt-Ni
M. Skibi ska
ciwo ci i struktura materia ów hybrydowych domieszkowanych nanosrebrem
11
16:00
D. Szewczyk
Transport ciep a w kryszta ach molekularnych na przyk adzie cyanoadamantane
K. Chamerski
16:15
16:30
Wp yw oleju silikonowego na struktur wewn trzn polimerowych
soczewek wewn trzga kowych
PRZERWA KAWOWA
17:00
SESJA PLAKATOWA
Pi tek 04.09.2015 r.
8:00 –
10:00
Szkolenie: rodowisko InSilicoLab dla chemii obliczeniowej
Miejsce: ACK Cyfronet AGH, ul. Nawojki 11, Kraków, sala konferencyjna III p.
11:00
PRZERWA KAWOWA
E. B. Gotfryd
11:30
11:45
12:00
Nanocz stki magnetyczne – struktura, przegl d w ciwo ci
i stosowanych materia ów
M. Wojciechowska
Ferroiczno
J. Prytys
Polimorfizm a w
w prostych solach organicznych
ciwo ci strukturalne, termiczne i optyczne organicznych
kompleksów molekularnych
I. Niezgoda
12:15
ciwo ci ciek okrystaliczne wybranych alkanianów
4-alkilo-4-hydroksyazobenzenu
12:30
D. Pelczarski
Elektro- i magnetomodulacja dysocjacji ekscytonów w organicznych uk adach
jedno- i dwusk adnikowych typu donor elektronu-akceptor elektronu
12:45
D. V. Ushakou
Charakterystyka wewn trzcz steczkowego przeniesienia protonu poprzez stany
wzbudzone (ESIPT) w flawonolach przy pomocy czasowo-rozdzielczych widm
fluorescencji
13:00
PRZERWA OBIADOWA
14:00
. Janasz
Organiczne tranzystory polowe z ultracienkimi warstwami poli(3-heksylotiofenu)
14:15
E. M. Nowak
Nowe azometiny jako sk adnik organicznych struktur fotowoltaicznych
14:30
M. Klein
Procesy fotofizyczne w barwnikowych ogniwach s onecznych
K. Kotwica
14:45
15:00
15:30
16:15
Pochodne flawantronu jako nowe luminofory dla organicznych diod
elektroluminescencyjnych
PRZERWA KAWOWA
A. Budziak – wyk ad zamykaj cy
Wodór – paliwo bez spalin
ZAMKNI CIE KONFERENCJI
12
Lista plakatów
1.
K. Dysz
Struktura krystaliczna, widma oscylacyjne i obliczenia DFT
kompleksów 7-azaindolu z Pd(II)
2.
P. St pie
Modelowanie widm NMR kwadrupolowych j der
3.
D. Uryzaj
4.
A. Deptuch
Badanie ciek okrystalicznego zwi zku 7OS5 metodami
komplementarnymi
5.
M. Paczwa
Dynamika moleku wody w natrolicie
6.
M. Skibi ska
7.
A. uczak
8.
K. K dzierski
9.
M. Chrunik
10.
M. Heczko
11.
D. Pelczarski
Efekty magnetyczne w pró niowo naparowanych organicznych
warstwach dwusk adnikowych typu donor elektronu-akceptor elektronu
12.
D. Pelczarski
Elektromodulacja dysocjacji ekscytonów w uk adach
dwusk adnikowych typu donor elektronu - akceptor elektronu
Badania spektroskopowe tlenku itru dwukrotnie domieszkowanego
wybranymi pierwiastkami ziem rzadkich
Struktura mezoporowatych materia ów krzemionkowych
Organiczne tranzystory z efektem polowym w uk adzie wspólnego
ród a
Niesymetryczna ftalocyjanina cynku jako potencjalny materia
barwnikowych ogniw fotowoltaicznych
Synteza i nieliniowo
optyczna drugiego rz du rombowego Bi2ZnB2O7
domieszkowanego wybranymi ziemiami rzadkimi
Magnetyki molekularne oparte na elastycznej, dwuwymiarowej sieci
koordynacyjnej Ni-Nb i kationach metali alkalicznych
13
RODA 02.09.2015 r. - WYK AD OTWIERAJ CY
Komórki fotowoltaiczne na bazie polimerowych
pó przewodników
E. Gondek
Instytut Fizyki, Politechnika Krakowska ul. Podchor ych 1, 30-084 Kraków
email:[email protected]
Intensywny rozwój przemys u i transportu w ostatnich dwóch stuleciach umo liwi skokow
popraw jako ci ycia spo ecze stw w krajach, które tego rozwoju do wiadczy y.
Niezamierzonym efektem tego rozwoju s negatywne zmiany w rodowisku naturalnym, które
niestety nadal post puj . Najpowa niejszym zagro eniem wynikaj cym ze stosowania paliw
kopalnych jest efekt cieplarniany, który jest nast pstwem wzrostu st enia g ównie ditlenku
gla w powietrzu. W celu ograniczenia przyrostu st enia CO2 w powietrzu koniecznym jest
zmniejszenie udzia u paliw kopalnych w produkcji energii na rzecz róde odnawialnych.
Naturaln i najczystsz form energii jest promieniowanie s oneczne, które dzi ki efektowi
fotowoltaicznemu mo e by
zamieniane na energi
elektryczn
w komórkach
fotowoltaicznych. Komórki fotowoltaiczne s optoelektronicznymi wielowarstwowymi
strukturami, które wytwarzane s z nieorganicznych materia ów pó przewodnikowych b
z materia ów organicznych. W strukturach nieorganicznych osi gane s najwi ksze
sprawno ci, ale ich ceny s nadal zbyt wysokie, aby mog y by stosowane masowo. O ich
wysokich cenach decyduj drogie materia y, z ono struktur i wysokotemperaturowe
procesy technologiczne. Popraw efektywno ci nieorganicznych uk adów fotowoltaicznych
uzyskuje si wprowadzaj c koncentratory promieniowania, dzi ki którym na energi
elektryczn przetwarza si promieniowanie s oneczne z powierzchni wielokrotnie
przekraczaj cej powierzchni komórki fotowoltaicznej. Alternatyw dla fotowoltaiki
nieorganicznej, zw aszcza w masowych zastosowaniach mo e by w przysz ci fotowoltaika
organiczna. O atrakcyjno ci fotowoltaiki organicznej decyduj jej zalety, takie jak:
niskotemperaturowe procesy technologiczne i ich ogromna wydajno
oraz mo liwo
wytwarzania struktur fotowoltaicznych na elastycznych pod ach o du ych powierzchniach.
W referacie przedstawiony zostanie post p w zwi kszaniu efektywno ci komórek
fotowoltaicznych zarówno nieorganicznych, jaki i organicznych. Omówione zostan równie
struktury koncentratorów promieniowania s onecznego. Przedstawione zostan podstawy
fizyczne dzia ania organicznych komórek fotowoltaicznych oraz ewolucja stosowanych
struktur wywo ana d eniem do poprawy ich sprawno ci. Proces przetwarza energii
promieniowania s onecznego na energi elektryczn jest wieloetapowy i obejmuje: absorpcj
fotonu i generacj ekscytonu, dyfuzje ekscytonu do z cza donor/akceptor (D/A), dysocjacj
ekscytonu na swobodne no niki na z czu D/A, przep yw swobodnych adunków do elektrod.
Sprawno
komórki fotowoltaicznej jest iloczynem sprawno ci poszczególnych etapów.
Osi gni cie wysokiej sprawno ci komórki fotowoltaicznej jest uwarunkowana doborem
odpowiednich materia ów oraz optymalizacj jej struktury. W prezentacji przedstawiona
zostanie optymalizacja optyczna komórek fotowoltaicznych z zastosowaniem metody macierzy
2 2. Przedstawione zostan przyk adowe wyniki bada wytworzonych organicznych komórek
fotowoltaicznych.
14
RODA 02.09.2015 r. - WYK AD ZAPROSZONY
Infrastruktura PLGrid: dedykowane us ugi
dla nauki
K. Noga1, M. Czuchry1, M. Sterzel1
1
Akademickie Centrum Komputerowe CYFRONET Akademii Górniczo-Hutniczej
ul. Nawojki 11, 30-950 Kraków
email: [email protected]
Infrastruktura PLGrid powsta a w celu zapewnienia profesjonalnej platformy obliczeniowej dla
naukowców w Polsce. Zbudowana przez Konsorcjum PL-Grid, umo liwia prowadzanie
ró norodnych bada naukowych z wykorzystaniem zasobów obliczeniowych komputerów
du ej mocy (KDM). W sk ad Konsorcjum PL-Grid wchodzi wszystkie pi centrów KDM:
ACK Cyfronet AGH – koordynator Konsorcjum (Kraków), ICM (Warszawa), PCSS (Pozna ),
WCSS (Wroc aw) i TASK (Gda sk). Dla wygody u ytkowników dost p do zasobów
infrastruktury jest realizowany poprzez jedno konto u ytkownika. Przyjazny Portal
ytkownika PLGrid umo liwia atwe zarz dzanie us ugami infrastruktury, zespo ami oraz
grantami obliczeniowymi. Us ugi PLGrid to m.in.:
wykorzystanie superkomputerów do bada naukowych dzi ki efektywnym obliczeniom
na wielu procesorach, tradycyjnych i/lub graficznych,
dost p do szerokiego portfolio profesjonalnego oprogramowania naukowego,
bezpieczne przechowywanie danych naukowych,
prowadzanie bada naukowych w chmurze obliczeniowej,
dost p do narz dzi u atwiaj cych prac zespo ow (m.in. JIRA, Confluence oraz Stash).
Infrastruktura PLGrid jest nieustannie rozwijana. Prace podejmowane s zarówno zakresie jej
podstawowych komponentów: mocy obliczeniowej, magazynów danych i zaawansowanych
platform prowadzenia oblicze (m.in. w projekcie PLGrid Core), jak i poprzez
przygotowywanie dedykowanych rozwi za dla naukowców z konkretnych dziedzin
badawczych (projekty PLGrid Plus i PLGrid NG). Ju dzisiaj kilkadziesi t us ug
dziedzinowych, zgrupowanych w ramach 27. tzw. gridów dziedzinowych, dost pnych jest dla
ytkowników infrastruktury. Us ugi te udost pniaj specjalistyczne oprogramowanie
naukowe wraz z zaawansowanymi rodowiskami, u atwiaj cymi przeprowadzanie bada
naukowych specyficznych dla danej dziedziny.
Spo ród gridów dziedzinowych infrastruktury PLGrid przedstawimy dwa: Chemia Kwantowa
i Fizyka Molekularna oraz Chemia Obliczeniowa. Gridy te oferuj rozwi zania dla szeroko
rozumianej chemii obliczeniowej. Dla badaczy struktury elektronowej uk adów molekularnych
oferujemy platform InSilicoLab for Chemistry. To przyjazne rodowisko pracy u atwia dost p
do uznanych pakietów obliczeniowych z zakresu chemii obliczeniowej oraz pozwala na
automatyzacj typowych oblicze chemicznych. Zintegrowany z InSilicoLab Trajectory
Sculptor umo liwia pó automatyczne manipulowanie geometriami z oblicze metodami
Dynamiki Molekularnej i wybór interesuj cych fragmentów symulacji do dalszych,
dok adniejszych oblicze .
Wszystkie us ugi oraz rozwi zania dost pne w ramach infrastruktury PLGrid posiadaj
obszern , na bie co uaktualnian i udoskonalan dokumentacj . Do dyspozycji
ytkowników pozostaj eksperci dziedzinowi dost pni poprzez centralny system pomocy
Helpdesk PLGrid. Centra komputerowe zaanga owane w PLGrid oferuj równie szerokie
portfolio szkole .
Wi cej na http://www.plgrid.pl
15
CZWARTEK 03.09.2015 r.
Nieliniowo
i wieloskalowo , czyli o relaksacji
niewyk adniczej
M. Majka1, P. Zieli ski1,2
1
Instytut Fizyki J drowej im. H. Niewodnicza skiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie
ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków
2
Instytut Fizyki Wydzia u Fizyki, Matematyki i Informatyki Politechniki Krakowskiej
ul. Podchor ych 1, 30-084 Kraków
Rozk ad czasów t umienia prowadzi do zjawisk relaksacji opisywanych funkcjami bardziej
onymi ni pojedyncza gasn ca funkcja wyk adnicza. Znanym przyk adem jest tu tzw.
„rozci gni ta funkcja wyk adnicza” (stretched exponential function)
u (t ) exp
(1)
(t / )
spotykana w uk adach o bardzo ró nej naturze od odkszta ce mechanicznych, polaryzacji
elektrycznej i magnetycznej, poprzez przej cia elektronowe do fotoluminescencji [1].
W raporcie Narodowej Akademii Nauk USA (NAS) zosta a ona okre lona jako „uniwersalna
funkcja dla procesów powolnych [2]”. Taka funkcja posiada swoj odwrotn transformat
Laplace’a, co pozwala wyrazi j za pomoc ci ej kombinacji liniowej funkcji czysto
wyk adniczych [3]. Jest to wi c funkcja relaksacji, tj. odpowied na nag e usuni cie sta ego
wymuszenia zewn trznego w chwili t = 0, dla uk adów liniowych, relaksuj cych we
wszystkich mo liwych skalach czasowych. W asno liniowo ci takiego uk adu pozwala
otrzyma jego funkcj odpowiedzi impulsowej przez proste ró niczkowanie
u (t )
t
g (t )
t
1
exp
(t / )
(2)
/
Uwag zwraca osobliwo
wyst puj ca w chwili t = 0 dla 0
1 . Eksperyment
dostarczaj cy zarówno odpowiedzi impulsowej jak i funkcji relaksacji uk adu pozwoli by, na
podstawie wyra enia (2), potwierdzi wieloskalowy charakter zachodz cych w nim procesów.
Z drugiej strony, zanik niewyk adniczy mo e by opisany jako relaksacja pojedynczego
elementu anharmonicznego, bez potrzeby uciekania si do wieloskalowego opisu zjawiska.
Przyk adem
mo e
by
zanik
opisany
za
pomoc
prawa
pot gowego
ut
u0 / 1
1 u0
1
t
t0
1/
równanie ró niczkowe w postaci
1
u
t
, które mo na otrzyma
u . Zostan
rozwi zuj c nieliniowe
omówione kryteria rozró nienia
obydwu rodzajów relaksacji. Zostan równie zaprezentowane przyk ady wp ywu pog osu
o charakterze wielkoskalowym i nieliniowym na zrozumia
mowy i muzyki.
[1] G. Dattoli, K. Górska, A. Horzela and K.A. Penson, Phys. Letts. A 378, 2201 (2014)
[2] W.F. Brinkman, Physics through the 1990s, National Academy of Sciences, Washington,
DC, (1986)
[3] see e.g. M.N. Berberan-Santos, E.N. Bodunov, B. Valeur. Chemical Physics 315 (1), 171
(2005)
[4] P. Zieli ski, Physica B Condensed Matter 316(1), 603 (2002)
16
Kontrola ci nienia w symulacjach uk adów
niejednorodnych metod Nierównowagowej Dynamiki
Molekularnej
S. Ma kowiak1,
1
Instytut Fizyki, Politechnika Pozna ska,
ul. Piotrowo 3, 60-695, Pozna
Post puj ca miniaturyzacja jest powodem rosn cego zainteresowania sposobami symulowania
nano-uk adów. O ile symulacje uk adów obj to ciowych (w tzw. Periodycznych warunkach
brzegowych, w których niejednorodno przestrzenn i geometryczne ograniczenia uk adu
mo na pomin ) zosta y dobrze poznane i opracowane, o tyle metody dedykowane
symulowaniu uk adów silnie ograniczonych przestrzennie (kana y b
szczeliny) s obecnie
nadal rozwijane. Rysunek 1 przedstawia schemat uk adu silnie ograniczonego, w którym
periodyczne warunki brzegowe zastosowano w kierunkach planarnych (x, y), natomiast
w kierunku z uk ad jest „otwarty”. Otwarto brzegów w kierunku z wymaga przy enia do
uk adu zewn trznego ci nienia.
Rys. 1. Schemat uk adu silnie ograniczonego przestrzennie.
Podstawowe problemy dotycz ce prowadzenia symulacji Dynamiki Molekularnej uk adów
silnie ograniczonych to kontrola temperatury, cinania i ci nienia. W wyst pieniu uwaga
zostanie skupiona przede wszystkim na problemie kontroli ci nienia [1, 2].
[1] Sz. Ma kowiak, D.M. Heyes, D. Dini, A.C. Bra ka, CMST 19(3), 167, (2013).
[2] C. Gattinoni, Sz. Ma kowiak, D.M. Heyes, A.C. Bra ka, D. Dini, Phys. Rev. E, 90,
043302, (2014).
17
Mody normalne w magnetycznym
cuchu
. Dubiel1, A. Wal1, M. Ku ma1
1
Katedra Biofizyki, Wydzia Matematyczno-Przyrodniczy, Uniwersytet Rzeszowski
ul. Pigonia 1, 35-310 Rzeszów
W ostatnich latach du uwag zwraca si na badanie dynamiki magnetyzacji w poprzecznie
ograniczonych uk adach magnetycznych. Wzbudzenia w takich uk adach mog mie charakter
tzw. modów normalnych, tj. sinusoidalnych oscylacji wszystkich elementów uk adu z tak
sam cz stotliwo ci . Znalezienie cz stotliwo ci takich modów mo e odbywa si zarówno
z pomoc metod analitycznych [1, 2, 3, 4] jak i mikromegnetycznych technik numerycznych
[5, 6]. Inn metod oblicze jest technika HDDM (Hamiltonian dynamical matrix method) [7,
8]. Jest ona analogiczna to techniki wyznaczania drga atomów w kryszta ach i pos uguje si
formalizmem macierzy dynamicznej. Jej elementy buduje si w oparciu o rozwini cie,
z uwzgl dnieniem wyrazów z drug pochodn , g sto ci energii wokó punktu równowagi.
Powstaj ce w oparciu o tak macierz równania prowadz do ogólnego zespolonego
hermitowskiego zagadnienia w asnego. Zalet metody jest mo liwo znalezienia wszystkich
cz stotliwo ci i profili obserwowanych modów spinowych w jednym kroku obliczeniowym.
W pracy analizowano precesje momentów magnetycznych zlokalizowanych w ka dym w le
jednowymiarowego sko czonego
cucha. Dla badanych uk adów stosowano zarówno
periodyczne jak i nieperiodyczne warunki brzegowe, w tym tak e asymetryczne - ró ne dla
dwóch ko ców sko czonego cucha. Wyznaczono widmo cz stotliwo ci oraz kszta ty profili
falowych.
[1] K. Y. Guslienko, & A. N. Slavin, J. Appl. Phys. 87, 6337 (2000).
[2] C. E, Zaspel, B. A. Ivanov, J. P. Park, & P. A. Crowell, Phys. Rev. B 72, (2005).
[3] R. Zivieri & F. Nizzoli, Phys. Rev. B 78, 1–23 (2008).
[4] R. Zivieri & R. L Stamps, Phys. Rev. B 73, (2006).
[5] OOMMF user’s guide. NIST, Gaitthersburg, Md, USA.
[6] A. Romeo et al., Phys. B Condens. Matter 403, 464–468 (2008).
[7] M. Grimsditch et al., Phys. Rev. B 70, 054409 (2004).
[8] L. Giovannini, F. Montoncello, R. Zivieri, & F. Nizzoli, J. Phys. Condens. Matter 19,
225008 (2007).
[9] G.Consolo, G. Gubbiotti, L. Giovannini, & R. Zivieri, Appl. Math. Comput. 217, 8204–
8215 (2011).
18
Modelowanie struktury krystalograficznej z onego
uk adu domieszkowanej polianiliny za pomoc algorytmów
genetycznych
T. Kozik, W.
ny
Katedra Fizyki Materii Skondensowanej, Wydzia Fizyki i Informatyki Stosowanej,
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanis awa Staszica w Krakowie
al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków
Struktura kompleksu polimerowego PANI/CSA, powstaj cego przez protonowanie
emeraldyny (PANI) kwasem kamforosulfonowym (CSA), jest przedmiotem wieloletnich
bada . A do dnia dzisiejszego nie zosta powszechnie zaakceptowany model struktury
obszarów o agregacji krystalicznej tego systemu polimerowego.
Praca [1] opisuje anizotropi cienkowarstwowych próbek kompleksu i proponuje indeksacj
pików komponentu krystalicznego dyfraktogramu. Wobec nieefektywno ci metod Rietvelda
dla tej struktury, powsta program CrystalFinder [2] wykazuj cy skuteczno algorytmów
genetycznych w poszukiwaniu struktur kryszta ów molekularnych. Daje to podstaw do
przypuszczenia, i technika ta mo e si sprawdzi dla kompleksu PANI/CSA. Niezale nie,
rozwa any kompleks badany jest od strony symulacji metodami dynamiki molekularnej [3].
Bazuj c na programie CrystalFinder, przygotowany zosta program MoleculeEditor,
wyspecjalizowany pod k tem struktury PANI/CSA, z mo liwo ci rozbudowy i uogólnienia
w przysz ci. Implementuje on algorytmy genetyczne i typowe techniki obliczania
dyfraktogramów do modelowania struktury krystalograficznej. Podstaw do oceny modelu
wzgl dem referencyjnych danych dyfrakcyjnych, mog cych pochodzi z eksperymentu, jest
szeroka gama wska ników dopasowania, w tym stosowanych w metodach Rietvelda.
Program MoleculeEditor posiada intuicyjny interfejs u ytkownika, daj cy dost p do opcji
i ustawie zwi zanych z dyfrakcj , algorytmami genetycznymi, a tak e w asno ciami
geometrycznymi modelowanej struktury. Umo liwia m. in. przegl d listy refleksów
dyfraktogramu modelu oraz wizualizacj komórki elementarnej. Tworz c podczas pracy
zaawansowany system plików i folderów, umo liwia automatyczne, sekwencyjne
uruchamianie algorytmów genetycznych ró ni cych si kombinacjami parametrów.
Przedstawiane oprogramowanie skutecznie odtwarza fikcyjne, uprzednio wykreowane
struktury badanego systemu na podstawie ich dyfraktogramów. Prace nad zastosowaniem
oprogramowania do w ciwych, eksperymentalnych danych trwaj .
Rys. 1. Przyk adowa wizualizacja zamodelowanej w programie struktury
[1] W.
ny, E. J. Samuelsen, D. W. Breiby, Fibres & Textiles in Eastern Europe t. 11, nr 5
(44) (2003)
[2] W. Czarnecki, W.
ny, Polimery t. 59, s. 7–8 (2014)
[3] M. niechowski, R. Borek, K. Piwowarczyk, W.
ny, Macromolecular Theory and
Simulations DOI: 10.1002/mats.201400105 (2015)
19
Wp yw czynników strukturalnych na oddzia ywania
ferromagnetyczne w oligoaryloaminach
. Skórka1, V. Maurel2, J.-M. Muesca2, D. Djurado3, I. Kulszewicz-Bajer1
1
Wydzia Chemiczny, Politechnika Warszawska, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa
2
CEA, INAC, SCIB, LRM, (UMR-E 3 CEA-UJF) F-38054 Grenoble, France
3
CEA, INAC, SPrAM, F-38054 Grenoble, France
Oddzia ywania ferromagnetyczne s rzadkim zjawiskiem, je eli wzi pod uwag zwi zki
organiczne. Mo liwe jest generowane rodników b
kationorodników, konieczne jest jednak
umo liwienie efektywnego oddzia ywania pomi dzy tymi indywiduami [1], [2]. Aby to
zrealizowa konieczne jest po czenie technik obliczeniowych (DFT), syntezy organicznej oraz
bada fizykoczhemicznych (EPR oraz SQUID).
Obliczenia BS-DFT s
do okre lenia jakie czynniki strukturalne odpowiadaj w pierwszej
kolejno ci za oddzia ywania ferromagnetyczne oraz za ich si (wielko sta ej J). Umo liwia
zaproponowanie szeregu struktur oraz wybór spo ród nich jedynie tych, które gwarantuj
szans zaobserwowania sprz enia ferromagnetycznego. Na tej podstawie zwi zki te s
nast pnie syntezowane, przy wykorzystaniu reakcji Buchwalda-Hartwiga oraz innych
klasycznych reakcji organicznych. Ostatnim etapem jest weryfikacja tezy wysuni tej na
podstawie oblicze przy pomocy spektroskopii EPR (technika impulsowa, eksperyment
PEANUT - z ang.: 'phase-inverted echo amplitude detected nutation') oraz bada magnetyzacji
SQUID.
Strategia tego typu jest nowoczesnym po czeniem trzech grup metod i technik stosowanych
w chemii, umo liwiaj cych kompleksowe zbadanie i zrozumienie jakie czynniki maj
decyduj cy wp yw na oddzia ywania ferromagnetyczne.
OMe
MeO
OMe
C5 H11
N
C 5H 11
MeO
N
N
OMe
N
N
N
N
OMe
OMe
OMe
OMe
N
N
N
OMe
OMe
N
MeO
MeO
OMe
N
OMe
OMe
OMe OMe
MeO
N
MeO
OMe
MeO
N
N
N
N
OMe
OMe
N
N
OMe
N
OMe
OMe
N
N
MeO
OMe
N
N
OMe
OMe
MeO
Rys. 1. Przyk ady zwi zków zsyntezowanych wed ug przedstawionej metodologii
Praca zosta a wykonana w ramach projektu TEAM/2011-8/6 “New solution processable organic and hybrid
(organic/inorganic) functional materials for electronics, optoelectronics and spintronics”.
[1] P. Bujak, I. Kulszewicz-Bajer, M. Zagorska, V. Maurel, I. Wielgus, A. Pron, Chem. Soc.
Rev. 2013, 42, 8895-8999.
[2] V. Maurel, L. Skorka, N. Onofrio, E. Szewczyk, D. Djurado, L. Dubois, J.-M. Mouesca, I.
Kulszewicz-Bajer, J. Phys. Chem. B 2014, 118, 7657-7667.
20
O susceptancyjnej metodzie wyznaczania ruchliwo ci
no ników adunku w cienkich warstwach organicznych
P. Budzisz, R. Signerski, G. Jarosz
Katedra Fizykochemii Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki
Stosowanej, politechnika Gda ska
ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk
Ruchliwo no ników adunku ( ) jest podstawowym parametrem charakteryzuj cym transport
adunku przez materia . Wyznaczenie warto ci tej wielko ci w cienkich warstwach
organicznych stanowi nadal problem badawczy. Praktycznie dla warstw o grubo ciach rz du
stu nanometrów mo na rozwa
tylko dwie metody, susceptancyjn i liniowego wzrostu
napi cia. Pierwsza z nich jest dedykowana materia om o niskiej przewodno ci w ciwej,
a druga, wr cz przeciwnie, wymaga wysokiego poziomu przewodno ci w ciwej. St d te
ruchliwo no ników adunku w cienkich, niedomieszkowanych warstwach organicznych
mo e by wyznaczana jedynie metod ma osygna owej susceptacyjn (MS).
Metoda MS opiera si na pomiarze widm ma osygna owej impedancji, najcz ciej w zakresie
od 10 Hz do 1 MHz. Warunkiem koniecznym jej zastosowania jest przep yw przez warstw
pr du ograniczonego adunkiem przestrzennym (SCLC). Taki pr d mo na uzyska , gdy
kontakt elektryczny zapewnia du o wi ksz koncentracj no ników adunku przy elektrodzie
ni w obj to ci warstwy. Druga elektroda nie powinna blokowa przep ywu adunku z warstwy
do elektrody, a wi c powinna ona stanowi dobry kontakt zbieraj cy.
Stosuj c MS wyznacza si cz stotliwo
(- B), zdefiniowana przez
(fmax), dla której ujemna ró niczkowa susceptancja
B = Y' '
Cg ,
przyjmuje maksimum [1]. W powy szym wzorze Cg jest pojemno ci geometryczn warstwy,
jest pulsacj , a Y'' jest susceptancj . Z analizy teoretycznej wiadomo [2], e dla warstw
organicznych z pojedynczym p ytkim poziomem pu apkowym zachodzi relacja
eff
=
d 2 f max
, z
0,54Vo
eff
=
pf0
pt 0 + p f 0
,
gdzie d jest grubo ci warstwy, Vo napi ciem sta ym przy onym do warstwy, a pf0/(pt0+pf0)
jest stosunkiem koncentracji no ników swobodnych do koncentracji wszystkich no ników. Tak
wi c wyznaczaj c fmax w prosty sposób obliczamy efektywn ruchliwo no ników adunku
( eff).
W naszej prezentacji przedstawimy badania widm ma osygna owej admitancji cienkich warstw
tetracenu. Celem tych bada by o wyznaczenie ruchliwo ci dziur metod MS w pró niowo
naparowanych warstwach tetracenu.
[1] P. W. M. Blom, H. C. F. Martens, J. N. Huiberts, Synthetic Metals 121 (2001) 1621
[2] P.Budzisz, R.Signerski, G.Jarosz, Chemical Physics 456 (2015) 61
21
Badania oddzia ywa ligand-nanokryszta w organicznonieorganicznych uk adach hybrydowych
G. G bka1, M. Gryszel1, P. Bujak1, A. Pro
1
1
Katedra Chemii i Technologii Polimerów, Wydzia Chemiczny, Politechnika Warszawska
ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa
Nanokryszta y nieorganicznych pó przewodników stanowi nowoczesne materia y stosowane
m. in. do wytwarzania diod elektroluminescencyjnych, tranzystorów, ogniw fotowoltaicznych
i elementów termoelektrycznych. Chemiczne metody syntezy prowadz do nanokryszta ów
stabilizowanych tzw. ligandami pierwotnymi takimi jak np. d ugo cuchowe aminy, tiole lub
kwasy karboksylowe, które stanowi barier utrudniaj
przekaz adunku. Wytwarzanie
urz dze hybrydowych opartych na nanokryszta ach wymaga wi c dok adnej charakteryzacji
ligandów pierwotnych oraz opracowania sposobu ich efektywnej wymiany na ligandy
elektroaktywne.
Opracowano
nowe
metody
syntezy
nanokryszta ów
tróji czterosk adnikowych: CuInS2-ZnS, Cu2ZnSnS4 i CuFeS2 oraz now procedur identyfikacji
ligandów pierwotnych (dzi ki czemu po raz pierwszy uda o si dok adnie zbada sk ad
warstwy ligandów pierwotnych za pomoc spektroskopii 1H NMR oraz chromatografii GCMS). Pozwoli o to równie na opracowanie optymalnych procedur wymiany ligandów. W celu
zbadania oddzia ywa pomi dzy ligandami elektroaktywnymi a powierzchni nanokryszta u
dokonano syntezy czterech pochodnych difenyloaminy zawieraj cych ró
grup funkcyjn
wi
si z powierzchni nanokryszta u. Otrzymane hybrydy przebadano elektrochemicznie
1
oraz za pomoc spektroskopii UV-VIS, IR oraz H NMR. Pozwoli o na zbadanie si y
oddzia ywa poszczególnych ligandów oraz uzyskanie bezpo redniego dowodu na utworzenie
wi zania chemicznego pomi dzy nanokryszta em a nowym ligandem (po raz pierwszy dla tej
grupy nanokryszta ów).
Praca zosta a wykonana w ramach projektu Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej TEAM/2011-8/6
“New solution processable organic and hybrid (organic/inorganic) functional materials for
electronics, optoelectronics and spintronics”.
[1] G. Gabka et al., Phys. Chem. Chem. Phys., 2014, 16, 23082-23088
[2] G. Gabka, et al., J. Phys. Chem. C, 2015, 119, 9656-9664
22
1D, 2D, 3D - nanodruty, warstwy, wyspy: kontrola wzrostu
moleku para-heksafenylu na powierzchni TiO2(110)
D. Wrana1, F. Krok1
1
Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagiello ski
ul. ojasiewicza 11, 30-348 Kraków
Przedstawione wyniki bada
wychodz
naprzeciw rosn cemu zainteresowaniu
w zakresie elektroniki molekularnej, cz c sfer bada podstawowych i id c w kierunku
praktycznego zastosowania. Badanym wyj ciowym uk adem pod e-moleku a jest ditlenek
tytanu w strukturze rutylu oraz para-heksafenyl. Powierzchnia TiO2(110) jest ci gle szeroko
badana z uwagi na swoje w ciwo ci fotokatalityczne czy te transparentno
dla
promieniowania widzialnego. Para-heksafenyl (6P) jest prost , modelow moleku do
badania zachowa szerokiej klasy pod nych (rod-like) cz steczek takich jak oligofenyle,
oligotiofeny oraz, znajduj cy coraz szersze zastosowanie, pentacen. 6P zbudowana jest
z sze ciu pier cieni fenylowych, po czonych pojedynczym wi zaniem. Z uwagi na
wspó liniowo pier cieni, przyjmowa mo e dwie orientacje w stosunku do pod a: le
i stoj , w zale no ci od warunków podczas wzrostu.
Wzrost subwarstw molekularnych na atomowo p askiej powierzchni ditlenku tytanu
TiO2(110)(1x1) zbadany zosta przy u yciu technik: STM, modu bezkontaktowego oraz modu
kontaktu przerywanego AFM, technik elektronowych LEED oraz SEM.
Naparowanie moleku na powierzchni utrzyman w ultrawysokiej pró ni powoduje powstanie
struktury nanodrutów (1D; gdzie pojedyncze moleku y s w orientacji le cej), prostopad ych
do kierunku wysokiej symetrii [001] pod a. Po wystawieniu na dzia anie powietrza
pomi dzy nanodrutami pojawiaj si niewielkie krystality molekularne (3D), które jest
po rednim dowodem na istnienie warstwy zwil aj cej (2D) [1].
Pasywacja powierzchni przed naniesieniem skutkuje drastycznie inn morfologi struktur.
Para-heksafenyl formuje dendryczne wyspy zbudowane ze stoj cych moleku (Rys. 1).
Wzrost struktur molekularnych mo e by tak e kontrolowany poprzez uprzedni modyfikacj
powierzchni wi zk jonow , która jednocze nie zaburza stechiometri kryszta u oraz powoduje
wzrost szorstko ci. Wp yw obu tych efektów zostanie przedyskutowany, jak równie metody
wytwarzania anizotropowych wysp molekularnych o zadanych wymiarach, przez odpowiedni
modyfikacj podk adu [2].
Rys. 1. Schemat ilustruj cy wp yw pasywacji na wzrost struktur molekularnych.
[1] D.Wrana et al., J. Phys. Chem. C, accepted (2015).
[2] M. Kratzer, D. Wrana, et al., Phys Chem Chem Phys, 16, 26112-26118, (2014).
23
Synteza i analiza mikrostrukturalna bimetalicznych
nanocz stek Pt-Ni
G. Gruzel1, J. Depciuch2, A. Kowal1,3 and M. Parlinska1
1
Facility for Electron Microscopy & Sample Preparation, Center for Microelectronics and
Nanotechnology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Rzeszow, ul.
Pigonia 1, 35-959 Rzeszow, Poland
2
Faculty of Biology and Agriculture, University of Rzeszow ,ul. wikli skiej 1, 35-601
Rzeszów
3
Center for Synthesis and Characterization of Nanomaterials, University of East Sarajevo,
B&H
Nanocz stki metali szlachetnych (np. platyna, pallad) s powszechnie stosowane jako
katalizatory w reakcjach katalitycznych [1]. Wydajno katalityczna nanocz stek mo e by
znacznie zwi kszona poprzez cz ciowe zast pienie metalu szlachetnego przez metale
przej ciowe bloku d (np. elazo, kobalt, nikiel) [2]. Jednym z przyk adów takiego po czenia
bimetaliczne nanocz stki Pt-Ni, które maj wi ksz wydajno katalityczn w reakcji
utleniania metanolu ni
nanocz stki platyny wyst puj ce osobno [3]. Jednak e,
zaprojektowanie i synteza nanocz stek, które b
mia y odpowiedni wielko , kszta t i sk ad
jest du ym wyzwaniem. Ze wzgl du na szybki przebieg reakcji syntezy i mo liwo zmiany
wielu parametrów takich jak temperatura, st enia reagentów, czas reakcji, czy nawet szybko
dodawania poszczególnych reagentów, mo liwe jest pozyskiwanie nanocz stek znacznie
ró ni cych si od siebie kszta tem i rozmiarem. Odpowiednie dobranie warunków reakcji
pozwala na otrzymanie nanocz stek o ró nych kszta tach, pocz wszy od kszta tów prostych
(np. koliste, kubiczne, wielo cienne) [4] do bardziej skomplikowanych (np. gwiazdy [2],
struktury dendrytyczne [5]). Zmiana warunków reakcji ma wp yw równie na struktur
nanocz stek, mo liwe jest uzyskanie bimetalicznych nanostopów, w których atomy obu metali
mieszaj si ze sob , ale mo liwe jest równie uzyskanie uporz dkowanej struktury typu coreshell, gdzie atomy jednego metalu stanowi rdze nanocz stki, a atomy drugiego tworz
aszcz otaczaj cy ten rdze [6].
W niniejszej pracy przeprowadzono szereg syntez maj cych na celu zbadanie wp ywu
poszczególnych parametrów reakcji na otrzymane bimetaliczne nanocz stki. Zmieniano
nast puj ce parametry: st enie prekursorów metali, temperatura dodania prekursorów do
roztworu, czas trwania reakcji. Uzyskane w syntezach nanocz stki zosta y scharakteryzowane
przy u yciu Transmisyjnego Mikroskopu Elektronowego (TEM). Przeprowadzono pomiar
wielko ci nanocz stek, okre lono ich kszta t, a dzi ki zastosowaniu spektroskopii rozpraszania
energii promieniowania rentgenowskiego (EDX) zbadano rozk ad chemiczny pierwiastków
w próbce. Uzyskane wyniki pozwalaj stwierdzi , e nawet niewielka zmiana pojedynczego
parametru mo e doprowadzi do otrzymania innej struktury.
[1] B. Corain, G. Schmid, N. Toshima, Metal Nanoclusters in Catalysis and Materials Science:
The Issue of Size Control, Elsevier B.V., (2008).
[2] L. Han, P. Cui, H. He, H. Liu, Z. Peng, J. Yang, Journal of Power Sources 286 (2015).
[3] Y. Wu, D. Wang, Z. Niu, P. Chen, . Zhou, Y. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 51 (2012).
[4] B. Lim, M. Jiang, J. Tao, P. Camargo, Y. Zhu, Y. Xia, Adv. Funct. Mater. 19 (2009).
[5] S. Wang, N. Kristian, S. Jiang, X. Wang, Nanotechnology 20 (2009).
[6] A. Mendez-Vilas, Materials and processes for energy: communicating current research
and technological development, Formatex Research Center, 2013.
24
ciwo ci i struktura materia ów hybrydowych
domieszkowanych nanosrebrem
M. Skibi ska
Zak ad Krystalografii, Wydzia Chemii, Uniwersytet Marii Curie-Sk odowskiej
Pl. Marii Curie-Sk odowskiej 2, 20-031 Lublin
Materia y hybrydowe to materia y zawieraj ce dwa ugrupowania zmieszane w skali
molekularnej. Zwykle jeden sk adnik ma charakter organiczny drugi nieorganiczny. Do
rozró nienia tych form mog by wykorzystywane w ciwo ci strukturalne. Sk adnik
organiczny zawiera grupy funkcyjne umo liwiaj ce wbudowanie si w sie nieorganicznej
fazy. Mog one oddzia ywa ze sob w rózny sposób [1].
Przeprowadzono synteze hybrydowego materia u sk adaj cego si z mezoporowatego SBA-15
i ró nej ilo ci diatomitu. W ten sposób próbowano otrzyma materia y o ró nym stosunku
mezoporów i mikroporów, bior c równie pod uwag fakt, i diatomit jest znacznie ta szym
produktem ni SBA-15. W ciwo ci otrzymanych materia ów scharakteryzowano poprzez
badania z wykorzystaniem metod dyfrakcji rentgenowskiej, sorpcji azotu oraz spektroskopii
fotoakustycznej. Nat pnie do otrzymanego materia u wprowadzono cz steczki nanosrebra
i zbadano jego strukture przy pomocy transmisyjnej mikroskopii elektronowej.
SBA-15 to mezoporowata krzemionka o uporz dkowanej hekasgonalnej strukturze. Pomimo,
SBA-15 ma bardzo atrakcyjne w ciwo ci istnieje potrzeba prowadzenia jego modyfikacji.
Nie jest to trudne, gdy posiada regulowan wielko porów, obj to i du powierzchni [2].
Z kolei diatomit to lu ne, porowate, lekkie ska y pochodzenia organogenicznego. Powsta y
w wyniku akumulacji i zag szczenia okrzemek [3]. Diatomit utworzony jest z uwodnionego
SiO2 i sklasyfikowany jako opal-A. Krzemionka obecna w diatomicie zawiera od 3-8 % wody
strukturalnej. Cz stki z otworami o regularnej strukturze plastra miodu nadaj ziemi
okrzemkowej unikaln struktur , stabilno chemiczn , nisk g sto oraz wysok ch onno ,
du powierzchni , nisk cieralno [4].
[1] G. Kickelbick, Hybrid Materials. Synthesis, Characterization, Applications.,Viley-VCH
Verlag GmbH&Co.KGaA, Weinheim, 2007.
[2] N. Rahmat, A. Zuhairi Abdullah, A. Rahman Mohamed, Am. J. Applied Sci., 7(12), 1579
(2010).
[3] M. Sprynskyy, Heterogeniczno strukturalna oraz w ciwo ci adsorpcyjne adsorbentów
naturalnych, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Miko aja Kopernika, Toru , 2012.
[4] A. Chaisena, K. Rangsriwatananon, Suranaree J. Sci. Technol., 11, 289 (2004).
25
Transport ciep a w kryszta ach molekularnych na
przyk adzie cyanoadamantane
D. Szewczyk, A. Je owski
Oddzia Niskich Temperatur i Nadprzewodnictwa, Instytut Niskich Temperatur i Bada
Strukturalnych im. W. Trzebiatowskiego PAN
ul. Okólna 2, 50-422 Wroc aw
Wykonano pomiary ciep a w ciwego oraz wspó czynnika przewodnictwa cieplnego
cyanoadamantane w zakresie temperatur od 2 K do 225 K. Próbki cyanoadamantane w formie
sprasowanych proszków polikrystalicznych poddawano ró nej historii cieplnej, dzi ki czemu
mo liwe by o zbadanie poszczególnych faz polimorficznych. Poni ej temperatury topnienia 465 K, cyanoadamantane wyst puje w fazie plastycznej, o strukturze kubicznej i grupie
przestrzennej Fm3m [1]. Poni ej 283K stabilna jest faza orientacyjnie uporz dkowana –
jednosko na C2/m, jednak e sch adzaj c bardzo szybko próbk od temperatury pokojowej
poni ej 180 K mo emy otrzyma przech odzon faz nieuporz dkowan – tzw. szk o podobn [2]. Otrzymane rezultaty ciep a w ciwego wykaza y, e dla obszaru niskich
temperatur (poni ej 75 K) krzywe pochodz ce od fazy jednosko nej i fazy szk o – podobnej
prawie si mi dzy sob nie ró ni . Dla fazy szk o – podobnej zaobserwowany brak liniowej
zale no ci z temperatur w zakresie najni szych temperatur mo e by zwi zany
z niewystarczaj cym zakresem pomiarowym. Dla fazy jednosko nej za stwierdzili my
wyst powanie skokowej zmiany warto ci ciep a w ciwego w okolicy 200 K,
która najprawdopodobniej zwi zana jest z przesuni ciem przej cia fazowego pomi dzy faz
jednosko
a przech odzon metastablin faz kubiczn [3].
W pomiarach przewodnictwa cieplnego oprócz poprzednio zmierzonych faz zaobserwowano
wyst powanie dodatkowo kilku faz metastabilnych. Wyniki dla fazy jednosko nej
przypominaj zale no ci obserwowane dla kryszta ów dielektrycznych, z wyj tkiem pot gowej
zale no ci niskotemperaturowej. Dla cyanoadamantane w niskich temperaturach obserwujemy
wzrost przewodnictwa z temperatur ni szy ni zale no T2 za w typowych kryszta ach
dielektrycznych jest to T3 [4]. Rezultaty dla fazy szk o-podobnej odzwierciedlaj krzywe
charakterystyczne dla materia ów amorficznych [4]. W najni szych temperaturach
obserwujemy wzrost przewodnictwa cieplnego z zale no ci T2, nast pnie plateau –
przesuni te w kierunku wy szych temperatur - znacznie szersze ni dla typowych materia ów
nieuporz dkowanych. Szczegó owa analiza wyników zostanie przeprowadzona na podstawie
mechanizmu rozpraszania fononów, zwi zanych przede wszystkim z procesami rezystywnej
relaksacji.
[1]
[2]
[3]
[4]
M. Descamps, J. F. Willart, O. Delcourt, Physica A 201, 346 (1993)
B. Kuchta, M. Descamps, F. Affouard, J. Chem. Phys. 109, 16 6753 (1998)
O. Yamamuro, M. Ishikawa, I. Kishimoto, J.-J. Pinvidic, T. Matsuo, J. Phys. Soc. Jap. 68,
9 2969 (1999)
R. Berman, Thermal conduction in solids, Clarendon Press, Oxford (1976)
26
Wp yw oleju silikonowego na struktur wewn trzn
polimerowych soczewek wewn trzga kowych
K. Chamerski1, J. Filipecki2, M. Sitarz3, M. Stopa4
1
Zak ad Bada Strukturalnych i Fizyki Medycznej,
Instytut Fizyki, Akademia im. Jana D ugosza
Al. Armii Krajowej 13/15, 42-200 Cz stochowa
2
Zak ad Bada Strukturalnych i Fizyki Medycznej,
Instytut Fizyki, Akademia im. Jana D ugosza
3
Katedra Chemii Krzemianów i Zwi zków Wielkocz steczkowych,
Wydzia In ynierii Materia owej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza
Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków
4
Katedra Optometrii i Biologii Uk adu Wzrokowego,
Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego
ul. Rokietnicka 5D, 60-806 Pozna
Materia y polimerowe znajduj szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach ycia codziennego,
w tym w medycynie. Jedn z ga zi medycyny, w której wykorzystuje si te zwi zki
wielkocz steczkowe jest chirurgia okulistyczna, gdzie stosuje si mi dzy innymi oleje
silikonowe oraz implanty wewn trzga kowe. Oleje silikonowe s materia ami s
cymi do
wype niania ga ki ocznej w zabiegach witrektomii cia ka szklistego i pe ni rol medium
dociskaj cego odwarstwiaj
si siatkówk oka. Wraz z witrektomi mo liwe jest tak e
wykonanie zabiegu usuni cia za my z implantacj soczewki wewn trzga kowej, czemu mo e
towarzyszy kontakt oleju silikonowego z materia em implantu polimerowego. W tym miejscu
istotnym staje si ewentualne oddzia ywanie oleju silikonowego ze struktur wewn trzn , co
mo e prowadzi do zmian we w asno ciach fizycznych materia u soczewki. W pracy podj to
badania nad wp ywem oleju silikonowego, jako czynnika zmieniaj cego struktur molekularn
materia ów soczewek wewn trzga kowych. Badaniom poddano sztywny materia hydrofobowy
ma bazie poli(metakrylanu metylu) (PMMA) oraz elastyczny materia hydrofilowy na bazie
poli(metakrylanu 2-hydroksyetylenu) (PHEMA). Próbki, którymi by y fabrycznie nowe
soczewki wewn trzga kowe, zanurzono w oleju silikonowym i poddano inkubacji
w temperaturze 37 C na okres 3 miesi cy. Po tym czasie przeprowadzono badania
spektroskopii czasów ycia pozytonów (PALS), w celu sprawdzenia ró nic pomi dzy
rozmiarami swobodnych obj to ci w materiale poddanym i materiale niepoddanym dzia aniu
oleju. Dla weryfikacji wyst powania w strukturze wewn trznej cz steczek oleju silikonowego,
te same próbki poddano analizie przy pomocy metod spektroskopii w podczerwieni (FTIR)
oraz rozproszenia ramana.
27
PI TEK 04.09.2015 r.
Nanocz stki magnetyczne – struktura, przegl d
ciwo ci i stosowanych materia ów
E.B. Gotfryd1
1
Instytut Fizyki, Wydzia Fizyki, Matematyki i Informatyki, Politechnika Krakowska,
ul. Podchor ych 1, 30-084 Kraków
Celem referatu jest zaprezentowanie wybranych w ciwo ci magnetycznych nanocz stek
(MNP) magnetycznych: tlenków elaza, ferrytów oraz stopów (np. Fe-Cr).
Praca przegl dowo ukazuje struktury krystalograficzne, w ciwo ci magnetyczne (m.in.
superparamagnetyzm [1]) oraz metody pomiarowe typowych MNP, ze szczególnym
uwzgl dnieniem ferrytyny ko skiego pochodzenia (ang. horse-spleen ferritin – HoSF).
HoSF to bia ko charakteryzuj ce si ciekawymi w ciwo ciami, które w organizmie
odpowiedzialne jest za magazynowanie i transport elaza. Jako nanocz stka jest bardziej
„ekonomiczna” od wy ej wymiarowych cz stek, gdy potrzebuje mniejszej ilo ci energii do
pokonania bariery energetycznej wynikaj cej m. in. z anizotropii krystalicznej, jak równie
odwrócenie spinu wymaga mniej energii termicznej [2]. Dzi ki dwufazowemu, elazowemu
rdzeniowi (wysoko krystaliczny rdze z nieuporz dkowan warstw powierzchniow )
wykazuje ona frustracj spinow , która destabilizuje prosty kolinearny model StoneraWohlfartha [3].
W konsekwencji prowadzi to do wniosku, e nanocz stki (a wi c równie ferrytyna) wykazuj
brak nasycenia, a p tle histerezy s bardzo w skie i zamykaj si powy ej 3 T.
Zainteresowanie magnetyzmu HoSF wynika z mo liwo ci u ycia jej do rezonansowego
tunelowania.
Podczas prezentacji zostan zaprezentowane zarówno dane literaturowe, jak i wyniki
otrzymane dzi ki uprzejmo ci Pani Profesor Marii Ba andy w Zak adzie Bada
Magnetycznych Instytutu Fizyki J drowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie.
[1] S.H. Kilcoyne, R. Cywinski, Ferritin: a model superparamagnet, Journal of Magnetism and
Magnetic Materials, 140-144 (2009)
[2] G.C. Papaefthymiou, Nanoparticle magnetism, Nano Today (2009)
[3] U. Vodkoboynik, Anomlous field dependance of blocking temperature of natural horsespleen ferritin,Acta Phys, ,S-43,. Pol. A , (1997)
28
PI TEK 04.09.2015 r.
Ferroiczno
w prostych solach organicznych
M. Wojciechowska1, A. Piecha-Bisiorek1, R. Jakubas1, P. Zieli ski2
1
Wydzia Chemii, Uniwersytet Wroc awski, ul. F. Joliot-Curie 14, 50-137 Wroc aw
2
Instytut Fizyki J drowej PAN, ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków
W zwi zku z zapotrzebowaniem na innowacyjne, tanie i funkcjonalne materia y o ci le
zdefiniowanym profilu w ciwo ci fizycznych i chemicznych ogromnym zainteresowaniem
ciesz si obecnie materia y molekularno-jonowe, z grupy halogenowodorków (chlorków,
bromków) amin (g ównie alifatycznych). Niezwykle wa nym i prze omowym wynikiem by o
odkrycie w asno ci ferroelektrycznych w chlorowodorku diizopropyloamoniowym (DPC) [1].
Uporz dkowanie ferroelektryczne zosta o potwierdzone obecno ci
p tli histerezy
dielektrycznej, z warto ci polaryzacji spontanicznej (Ps) w temperaturze oko o 418 K
wynosz
8.9 C/cm2. Dwa lata pó niej ukaza y si kolejne dwie publikacje opisuj ce
spektakularne w ciwo ci elektryczne kolejnego, bardzo prostego ferroelektryka
organicznego: bromku diizopropyloamoniowego (DPB) [2-3]. Zwi zek ten charakteryzuje si
imponuj
warto ci Ps (23 C/cm2) oraz m.in. wysok temperatur Curie (425 K), du sta
dielektryczn , niskim polem koercji.
Bior c pod uwag uzyskane wyniki, podj li my prób otrzymania i scharakteryzowania
ciwo ci fizykochemicznych soli molekularno-jonowej zawieraj cej w strukturze nieco
szy kation alifatyczny, diizobutyloamin . Bromek diizobutyloamoniowy (DIBAB) [4]
zosta scharakteryzowany metodami termicznymi, elektrycznymi, spektroskopowymi
w szerokim zakresie temperatur. Badania wykaza y obecno
strukturalnej odwracalnej
przemiany I rodzaju w temp. 285 K (cykl ch odzenia), która indukuje pojawienie si w fazie
niskotemperaturowej niewielkiej Ps. Badania strukturalne umo liwi y zrozumienie
mechanizmu tej przemiany. Najbardziej spektakularne wyniki uzyskano podczas obserwacji
struktury domenowej na próbce monokrystalicznej pod mikroskopem polaryzacyjnym.
Obserwowany wzrost nowej fazy oraz wzór domen jest charakterystyczny dla materia ów
martenzytycznych, co jest pierwszym takim przypadkiem w uk adzie organicznym.
Rys. 1 Ewolucja struktury domenowej w DIBAB
[1] D.-W. Fu, et al., Adv. Mater. 23, 5658 (2011)
[2] D. W. Fu, et al., Science 339, 425 (2013)
[3] A. Piecha, et al., CrystEngComm. 15, 940 (2013)
[4] A. Piecha-Bisiorek, et al., Adv. Mater. w druku (2015)
29
PI TEK 04.09.2015 r.
Polimorfizm a w ciwo ci strukturalne, termiczne
i optyczne organicznych kompleksów molekularnych
J. Prytys1, M. Rok1, G. Bator1,
1
Wydzia Chemii,Uniwesytet Wroc awski ul. F. Joliot-Curie 14, 50-137 Wroc aw
ównym celem podj tych bada jest zaprojektowanie nowych funkcjonalnych
materia ów do zastosowa w organicznej elektronice na podstawie wykonanych charakterystyk
dla szeregu kompleksów molekularnych. Dlatego wa ne jest okre lenie korelacji mi dzy
budow strukturaln a w ciwo ciami optycznymi, termicznymi i elektronicznymi tych
kompleksów. W badanych uk adach dobierali my dwie cz steczki zawieraj ce centra:
protonodonorowe (halogeno pochodne kwasu chinonowego) oraz protonoakceptorowe
(metylowe pochodne bipirydylu). Naszym celem by o otrzymania uk adów z asymetrycznym
wi zaniem wodorowym X-H Y lub/i z przeniesieniem adunku (kompleksy donorowoakceptorowe). W otrzymanych kompleksach dynamika protonu w wi zaniu wodorowym
determinuje wiele interesuj cych w asno ci fizycznych, takich jak ferroelektryczno ,
antyferroelektryczno lub przewodnictwo protonowe a nawet w asno ci pó przewodnikowe.
Podczas krystalizacji kryszta u z 6,6'-dimetylo-2,2'-bipirydylu z kwasem chloroanilowym (6,6DMBP CLA) zaobserwowano dwie polimorficzne formy. Pierwsza forma, wyhodowana
z acetonu, zwana „ ” zosta a po raz pierwszy zauwa ona przez Bator et al. w pracy [1]. Druga
forma „ ” otrzymana zosta a z roztworu metanolu. Po wykonaniu pomiarów termicznych
i rozszerzalno ci cieplnej kryszta ów stwierdzono, e w obu polimorfach zachodzi przemiana
fazowa. W formie w temperaturze 380 K pojawia si odwracalna przemiana pierwszego
rodzaju, a w formie
– przemiana drugiego rodzaju w temperaturze 320 K. Wykonano
równie
pomiary spektroskopowe oraz rentgenograficzne, dzi ki którym zosta y
zidentyfikowane wi zania wodorowe „z” oraz „bez” przeniesienia protonu z grupy
hydroksylowej kwasu chloroanilowego. Ponadto zsyntezowano analogiczne kompleksy
6,6–DMBP z kwasem jodo- i bromoanilowym, otrzymuj c jedn form krystaliczn ,
niezale nie od u ytego rozpuszczalnika. Otrzymane kompleksy przebadano za pomoc
rentgenografii strukturalnej.
Rysunek 1. Schemat syntezy kompleksów 6,6–DMBP·CLA formy: ,
i
[1] G. Bator, W. Sawka-Dobrowolska, L. Sobczyk, E. Grech, J. Nowicka-Scheibe, A.
Pawlukoj , J. Wuttke, J. Baran, M. Owczarek, J. Chem. Phys., 135, 044509-1 (2011).
[2] K. Kobayashi, S. Horiuchi, S. Ishibashi, F. Kagawa, Y. Murakami, R. Kumai,
Chem. Eur. J., 20 , 17515 (2014).
30
PI TEK 04.09.2015 r.
ciwo ci ciek okrystaliczne wybranych alkanianów
4-alkilo-4-hydroksyazobenzenu
I. Niezgoda1, Z. Galewski1
1
Wydzia Chemii, Uniwersytet Wroc awski
ul. F. Joliot-Curie 14, 50-383 Wroc aw
Ciek e kryszta y, cho odkryte ponad 100 lat temu do dzi stanowi ciekawy obiekt bada
zarówno w gronie fizyków jak i chemików z ca ego wiata. Ten czwarty stan materii
przejawiaj cy si w ró norodnych postaciach mo e wyst powa w zwi zkach chemicznych
o ró nym kszta cie oraz budowie chemicznej. Do intensywnie badanych grup substancji
mo emy zaliczy : azometiny, pochodne stilbenu jak równie azobenzeny [1]. W ostatnich
dwudziestu latach znaczn popularno zyska y równie achiralne zgi te moleku y typu banana
maj ce mo liwo
tworzenia specyficznych chiralnych faz ciek okrystalicznych [2]. Ze
wzgl du na intensywnie rozwijaj
si nowoczesn optoelektronik poszukuje si coraz to
nowych ciek ych kryszta ów, niejednokrotnie posiadaj cych wiele niezb dnych a zarazem
równocze nie interesuj cych w ciwo ci jak np. mo liwo fotoizomeryzacji [3]. Do wy ej
wspomnianej klasy zwi zków zaliczamy równie asymteryczne pochodne azobenzenu
o strukturze przedstawionej na rysunku 1, charakteryzuj ce si niezwykle bogatym
mezomorfizmem.
Rys. 1. Ogólna struktura chemiczna badanych azomezogenów.
Na bazie wybranych alkanianów 4-alkilo-4’-hydroksyazobenzenu przedstawione zostan
ciwo ci ciek okrystaliczne tej grupy materia ów oraz ich zale no
od struktury,
a w szczególno ci od d ugo ci
cucha alkilowego. Badania zosta y przeprowadzone
w oparciu o szereg komplementarnych metod takich jak: analiza termo-optyczna (TOA),
spolaryzowana mikroskopia optyczna (POM), ró nicowa kalorymetria skaningowa (DSC) jak
równie temperaturowe pomiary rentgenograficzne (XRD).
[1] J. Trzaska, Z. Galewski, Opto-Electron. Rev. 17, 129 (2009)
[2] I. Niezgoda, D. Pociecha, Z. Galewski, Thermochim. Acta 587, 59 (2014).
[3] A. Natansohn, P. Rochon, Chem. Rev. 102, 4139 (2002)
31
PI TEK 04.09.2015 r.
Elektro- i magnetomodulacja dysocjacji ekscytonów
w organicznych uk adach jedno- i dwusk adnikowych
typu donor elektronu-akceptor elektronu
D. Pelczarski
Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej,
Politechnika Gda ska
Powszechnie uznaje si , e rekombinacja no ników adunku i dysocjacja ekscytonu s podstawowymi procesami elektronowymi ograniczaj cymi wydajno elektroluminescencyjnych
(EL) i fotowoltaicznych (OPV) urz dze organicznych. Zak ada si , e w materia ach
organicznych charakteryzuj cych si nisk ruchliwo ci no ników adunku wy ej wymienione
procesy przebiegaj przez etap po redni par elektron-dziura (e-h) zwi zanych si ami
kulombowskimi, przy czym zwykle stosuje si podej cie Onsagera do opisu rekombinacji
pierwotnej (bli niaczej), jak równie podej cie Langevina - do rekombinacji obj to ciowej
(bimolekularnej). Zagadnienie wielko ci promienia par e-h jest warte uwagi, poniewa wiedza
na ten temat jest daleka od kompletnej, na przyk ad zaanga owanie par e-h w proces
rekombinacji adunku jest wci kwesti otwart .
Pomimo intensywnych bada , które zosta y do tej pory przeprowadzone, mechanizmy
odpowiedzialne za efekty magnetyczne na pr dzie
(MC), fotopr dzie (MPC), elektroluminescencji (MEL)
i fotoluminescencji (MPL) s
równie
nadal
przedmiotem dyskusji [1,2]. W celu wyja nienia
efektów, które maj
miejsce pod wp ywem
zewn trznego pola magnetycznego na skali kilku mT
(skala oddzia ywa nadsubtelnych) zosta opracowany
model par e-h w skrócie EHP (rys. 1), w którym
Rys.1. Diagram poziomów energii konwersja pomi dzy parami e-h: singletow
oraz procesów fotofizycznych w i trypletow jest t umiona w wyniku rozszczepienia
modelu EHP fotogeneracji adunku Zeemana. Je li czas koherencji spinowej par e-h jest
wystarczaj co d ugi i elektrostatyczne oddzia ywania
wymienne nie s zbyt silne, ale wystarczaj ce do przeprowadzenia ewolucji spinowej, to wtedy
mo e mie miejsce wydajne, zale ne od pola magnetycznego, mieszanie stanów singletowych
1
(e-h) i stanów trypletowych 3(e-h).
Metod pró niowego naparowania wytworzono warstwy o strukturze kanapkowej:
kwarc/Al/m-MTDATA/Al oraz kwarc/Al/m-MTDATA:BCP/Al. Dendrymer aminowy oraz
batokuproina by y nanoszone jednocze nie na warstw aluminium. Pomiary fotoluminescencji
i fotopr dów przeprowadzono w zewn trznym polu magnetycznym. W ramach tej pracy
rozwa a si ró ne mechanizmy obserwowanych efektów magnetycznych. Ponadto, zostan
omówione wyniki pomiarów fotopr dów, magnetofotopr dów i magnetofotoluminescencji
zaobserwowanych w warstwach jednosk adnikowych oraz w uk adach dwusk adnikowych typu
donor elektronu-akceptor elektronu.
Praca zosta a wykonana w ramach projektu Narodowego Centrum Nauki
2011/03/B/ST7/01888.
[1] B. Hu, L. Yan, M. Shao, Adv. Mater. 21 (2009) 1500
[2] W. Wagemans, B. Koopmans, Phys. Status Solidi (b) 248 (2011) 1029
32
PI TEK 04.09.2015 r.
Charakterystyka wewn trzcz steczkowego przeniesienia
protonu poprzez stany wzbudzone (ESIPT) w flawonolach
przy pomocy czasowo-rozdzielczych widm fluorescencji
D.V. Ushakou
Instytut Fizyki, Wydzia Matematyczno-Przyrodniczy, Akademia Pomorska w S upsku
ul. Arciszewskiego 22 B, 76-200 S upsk
W ostatnich dziesi cioleciach coraz wi ksz uwag badaczy przyci gaj flawonole. Jest to
zwi zane z jedn z ich w asno ci - procesem przenoszenia protonu w stanie wzbudzonym
(excited state intramolecular proton transfer, ESIPT), czego wyrazem jest obecno dwóch
pasm w widmie emisji tego zwi zku, odpowiadaj cych dwóm formom cz stki: normalnej
i tautomerycznej. Po raz pierwszy ESIPT zosta opisany dla 3-hydroksyflawonu w 1979 roku
przez Sengupta i Kashe [1]. Proces przeniesienia protonu jest bardzo szybki (rz du
pikosekund), co powoduje trudno ci w jego badaniu. Dlatego intensywne studiowanie
mechanizmu dynamiki procesu ESIPT zacz o si stosunkowo niedawno [2-4].
Schematycznie ESIPT przedstawiono na rysunku 1. Zaznaczono na nim kinetyczne
charakterystyki tego procesu. W przedstawionej pracy badano mechanizm przenoszenia
protonu w dwóch przedstawicielach grupy flawonolów: 3-hydroksyflawonie (3-HF)
i 4'-(Dimethylamino)-3-hydroxyflawonie (FME). Za pomoc czasowo-rozdzielczych widm
emisji z pikosekundow rozdzielczo ci znaleziono kinetyczne parametry procesu ESIPT,
charakter tej reakcji (kinetyczny czyli termodynamiczny) i okre lono czasy ycia stanów
wzbudzonych form: normalnej i tautomerycznej.
Rys. 1. Schemat procesu wewn trzcz steczkowego przeniesienia protonu w flawonolu.
[1] Sengupta P K, Kasha M. Chem Phys Lett; 68:382–385. (1979)
[2] V.I.Tomin, A.P.Demchenko, P-T.Chou. J. Photochem. Photobiol. C: Photochemistry
Reviews 22. 1–18. (2015)
[3] Cheng, Y.-M., Pu, S.-C., Yu, Y.-C., Chou, P.-T., Huang, C.-H., Chen, C.-T., Li, T.-H.,
Hu, W.-P. J. Phys. Chem. A. Vol.109, 51, 11696-11706. (2005)
[4] Chou, P.-T., Pu, S.-C., Cheng, Y.-M., Yu, W.-S., Yu, Y.-C., Hung, F.-T., Hu, W.-P. J.
Phys. Chem. A. Vol.109, 17, 3777-3787. (2005)
33
PI TEK 04.09.2015 r.
Organiczne tranzystory polowe z ultracienkimi warstwami
poli(3-heksylotiofenu)
. Janasz1, J. Ula ski1, W. Pisula2
1
Katedra Fizyki Molekularnej, Wydzia Chemiczny, Politechnika ódzka
ul. eromskiego 116, 09-924 ód
2
Max Planck Institute for Polymer Research
Ackermannweg 10, 55128 Mainz
Elektronika organiczna jest obecnie pr nie rozwijaj
si dziedzin , stwarzaj
nowe
perspektywy zarówno w nauce i przemy le [1]. Na szczególn uwag zas uguj skoniugowane
polimery, umo liwiaj ce wytwarzanie warstw pó przewodnikowych metodami mokrymi, co
z kolei stwarza perspektywy ich zastosowania w elastycznych urz dzeniach
wielkoformatowych przy relatywnie niskim koszcie produkcji [2].
Bardzo istotnym polimerem, ciesz cym si od lat szczególnym zainteresowaniem, jest poli(3heksylotiofen). Znajduje on szerokie zastosowanie przy wytwarzaniu organicznych ogniw
fotowoltaicznych oraz organicznych tranzystorów z efektem polowym [3].
Wytworzono serie tranzystorów organicznych z ultracienkimi warstwami P3HT. Umo liwi o
to zbadanie zale no ci ruchliwo ci no ników adunku w kanale od grubo ci warstwy
aktywnej. Sprawdzono parametry tranzystorów z warstwami P3HT w zakresie grubo ci od
oko o 2nm do oko o 10nm. Ruchliwo no ników mie ci a si w zakresie od 0,001 cm2/Vs dla
warstw najcie szych do 0,02 cm2/Vs dla warstw najgrubszych. Zastosowanie polimerów
ró ni cych si warto ci masy cz steczkowej pozwoli o na zbadanie wp ywu d ugo ci
cucha P3HT na morfologi warstw aktywnych i parametry urz dze .
Zbadano tak e wp yw pre-agregacji P3HT w roztworze. Na zdeponowanej warstwie
zaobserwowano struktury fibryli o d ugo ciach rz du pojedynczych mikro-metrów.
Ultracienkie warstwy wytwarzane przy u yciu pre-agregowanych roztworów P3HT pozwoli y
na otrzymanie urz dze o ruchliwo ciach przekraczaj cych 0,1 cm2/Vs.
[1] S. Holliday et.al., Advances in Charge Carrier Mobilities of Semiconducting Polymers
Used in Organic Transistors, Chem. Mater. 2014, 26, 647 663,
[2] C. Sekine et.al., Recent progress of high performance polymer OLED and OPV materials
for organic printed electronics, Adv. Mater. 2014, 15, 034203,
[3] H. Tsao, K. Muellen, Improving polymer transistor performance via morphology control,
Chem. Soc. Rev, 2010, 39, 2372-2386 .
34
PI TEK 04.09.2015 r.
Nowe azometiny jako sk adnik organicznych struktur
fotowoltaicznych
E.M. Nowak1, M. Siwy2, E. Schab-Balcerzak2
1
Wydzia In ynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska
ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków
2
Centrum Materia ów Polimerowych i W glowych, Polska Akademia Nauk
ul. M. Curie-Sk odowskiej 34, 41-819 Zabrze
W pracy zostan przedstawione organiczne ogniwa s oneczne wykorzystuj ce efekt
fotowoltaiczny wyst puj cy w zwi zkach organicznych. Typowy najprostszy uk ad ogniwa
onecznego sk ada si z dwu elektrod oraz materia u organicznego pomi dzy nimi b cego
równocze nie absorbentem fotonu, oraz transporterem adunków.
N C
H
N C
H
N
Rys. 1. Struktury chemiczne badanych azometin
Podstaw dzia ania takiego uk adu jest zamiana fotonu padaj cego na zwi zek organiczny
w ekscyton czyli par elektron dziura które mog dyfundowa w takim uk adzie, a po
znalezieniu odpowiedniego skoku potencja u mo e nast pi rozdzielenie adunków. Nast pnie
adunki te b
zmierza y do elektrod. Elektrody powinny spe nia odpowiednie warunki tzn.
ró ni si mi dzy sob prac wyj cia, co u atwia przemieszczanie si adunków oraz jedna
z nich powinna przepuszcza
wiat o s oneczne [1]. Aby zapewni dobre dzia anie
organicznego ogniwa s onecznego trzeba dobra odpowiednie materia y, tak aby poziomy
energetyczne HOMO i LUMO donora oraz akceptora by y tak usytuowane aby nast pi o na ich
zetkni ciu rozdzielenie ekscytonu na elektron i dziur , które nast pnie przemieszcz si do
elektrod.
5
2
Current density [ A/cm ]
0
-5
-10
-15
-20
dark
P264:P3OT
P264:P3HT
-25
-30
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Voltage [V]
Rys. 2. Charaktertystyka I(U) dla badanych struktur fotowoltaicznych
[1] Jarczyk-Jedryka, Anna, et al. "Unsymmetrical and symmetrical azines toward application in
organic photovoltaic." Optical Materials 39 (2015): 58-68.
35
PI TEK 04.09.2015 r.
Procesy fotofizyczne w barwnikowych ogniwach
onecznych
M. Klein1,2
1
ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk
2
rodek Techniki Plazmowej i Laserowej, Instytut Maszyn Przep ywowych PAN
ul. Fiszera 14, 80-231 Gda sk
Barwnikowe ogniwa s oneczne (DSSC, dye-sensitized solar cells) s jedn z najbardziej
obiecuj cych technologii ogniw s onecznych trzeciej generacji. Znacz ca wydajno
fotokonwersji osi gaj ca warto 13% otwiera drog do ich bliskiej komercjalizacji [1]. Proces
transferu elektronu w ogniwach DSSC opiera si na szeregu reakcji chemicznych i zjawisk
fizycznych, zachodz cych na styku poszczególnych elementów ogniwa: pó przewodnik
tlenkowy/barwnik/elektrolit/katalizator. Sta e szybko ci tych procesów oraz w ciwo ci
wykorzystanych materia ów maj wp yw na ostateczne parametry ogniwa. Szybki proces
transferu elektronu ze wzbudzonego stanu MLCT (metal-to-ligand charge transfer) do pasma
przewodnictwa TiO2 mo e nast pi zarówno ze wzbudzonego stanu singletowego 1MLCT jak
i ze wzbudzonego stanu trypletowego 3MLCT. Zwi zane jest to z obecno ci jonu metalu
ci kiego w molekule barwnika powoduj cego
wydajny proces przej cia mi dzysystemowego
(~10-12 s) [2]. W efekcie nast puje dysocjacja
stanów MLCT na granicy barwnik:pó przewodnik i powstaj singletowe 1(e-h) oraz
trypletowe 3(e-h) pary elektron dziura, gdzie
elektron znajduje si w pasmie przewodnictwa
TiO2, a dziur stanowi utleniona moleku a
barwnika. Powsta e pary (e-h) rekombinuj (k1,
k3) i odtwarzaj stan podstawowy (S0) lub
dysocjuj (k-1, k-3) i bior udzia w generacji
fotopr du.
Wykorzystuj c
technik
ultraszybkiej
spektroskopii
absorpcji
Rys. 1. Proces przeniesienia elektronu w
przej ciowej mo na wyznaczy sta e szybko ci
kompleksach Ru(II) zaadsorbowanych
procesów
fotoindukowanego
rzeniesienia
na powierzchni pó przewodnika
elektronu. Zastosowanie zewn trznego pola
magnetycz-nego
pozwala
z
kolei
scharakteryzowa procesy elektronowe, w których zaanga owane s stany elektronowe
obdarzone trwa ym momentem magnetycznym [3].
Praca naukowa finansowana ze rodków bud etowych na nauk w latach 2013 - 2016 jako
projekt badawczy w ramach programu pod nazw "Diamentowy Grant" 0228/DIA/2013/42
oraz w ramach projektu NCN DEC-2011/03/B/ST7/01888.
[1] S. Mathew, A. Yella, P. Gao, R. Humphry-Baker, B.F.E. Curchod, N. Ashari-Astani,
I. Tavernelli, U. Rothlisberger, Md.K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Nature Chem. 6, 242–247
(2014).
[2] S.E. Koops, P.R.F. Barnes, B.C. O’Regan, J.R. Durrant, J. Phys. Chem. C 114, 8054
(2010).
[3] J. Kalinowski, J. Szmytkowski, W. Stampor, Chem. Phys. Lett. 378, (2003).
36
PI TEK 04.09.2015 r.
Pochodne flawantronu jako nowe luminofory dla
organicznych diod elektroluminescencyjnych
K. Kotwica, W. Krzywiec, D. Wamil, P. Bujak, M. Zagórka, A. Pro
Katedra Chemii i Technologii Polimerów, Wydzia Chemii, Politechnika Warszawska
ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa
Jedn z grup zwi zków organicznych, które znalaz y szerokie zastosowanie w elektronice
organiczne s aceny. Ze wzgl du na du ruchliwo dziur, s one testowane od wielu lat jako
warstwy aktywne w tranzystorach polowych z kana em przewodnictwa typu p. Urz dzenia
zbudowane z wykorzystaniem pentacenu [1] i rubrenu [2] cechuj si najwy sz ruchliwo ci
no ników adunku, odnotowan dla uporz dkowanych cienkich warstw zwi zków
organicznych. W ciwo ci pó przewodnikowe acenów mo na modyfikowa poprzez
wprowadzenie atomów azotu do ich struktury. W zale no ci od liczby heteroatomów oraz ich
rozmieszczenia mo na otrzyma azaaceny o przewodnictwie dziurowym, ambipolarnym
i elektronowym. Najcz ciej stosowanymi metodami otrzymywania azaacenów jest
kondensacja ortochinonów lub ortodihydrokcyacenów z ortodiaminami oraz kondensacja
Buchwalda ortodiaminoacenów z ortodichloroacenami. Alternatywn drog otrzymywania
nowych azaacenów jest wykorzystanie struktur znanych barwników kadziowych. Poprzez
wprowadzenie
cuchów alkilowych do struktury barwnika mo na otrzyma szereg
pochodnych azaacenów rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych [3], [4]. Niniejsza
praca po wi cona jest zastosowaniu flawantronu w syntezie nowych pochodnych azaacenów.
W wyniku wprowadzenia solubilizuj cych grup do postaci zredukowanej tego barwnika
(Rys. 1), otrzymano szereg nowych materia ów elektroaktywnych, które testowano jako
luminofory w diodach elektroluminescencyjnych typu go -gospodarz.
R
O
N
N
O
RBr
NaOH
Na2S2O4
N
N
woda
100 oC
O
O
R
Rys. 1. Otrzymywanie pochodnych flawantronu, R=C4H9, C6H13, C8H17, C10H21, C12H25
[1] O.D. Jurchescu, J. Baas, T.T. M.Palastra, Appl. Phys. Lett. 3061, 84 (2004).
[2] V. Podzorov, E. Menard, A. Borissov, V. Kiryukhin, J.A. Rogers, M. E. Gershenson,
Phys. Rev. Lett, 086602, 93 (2004).
[3] K. Kotwica, P. Bujak, D. Wamil, A. Pieczonka, G. Wiosna-Salyga, P.A. Gunka, T. Jaroch,
R. Nowakowski, B. Luszczynska, E. Witkowska, I. Glowacki, J. Ulanski, M. Zagorska, A.
Pron, J.Phys.Chem.C 10700, 119 (2015).
[4] K. Kotwica, P. Bujak, D. Wamil, M. Materna, L. Skorka, P. A. Gunka, R. Nowakowski, B.
Golec, B. Luszczynska, M. Zagorska, A. Pron, Chem. Commun., 11543, 50 (2014).
Niniejsza praca jest wspó finansowana przez Uni Europejsk w ramach Europejskiego
Funduszu Spo ecznego, projekt „Program Rozwojowy Politechniki Warszawskiej”
realizowany przez Centrum Studiów Zaawansowanych.
37
PI TEK 04.09.2015 r. – WYK AD ZAMYKAJ CY
Wodór – paliwo bez spalin
A. Budziak1
1
Instytut Fizyki J drowej Polskiej Akademii Nauk
ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków
Wodór zosta odkryty przez H. Cavendisha w 1781 roku. Jest najl ejszym pierwiastkiem, ale
za to najpowszechniej wyst puj cym we Wszech wiecie. Na Ziemi wyst puje tylko w postaci
zwi zanej (np. w wodzie). Mimo to, jest on postrzegany jako jeden z wa niejszych no ników
energii i typowany jako paliwo przysz ci. Jego zasoby s praktycznie niewyczerpane,
a wykorzystanie go w ekologicznych ogniwach paliwowych mo e przyczyni si w znacznym
stopniu do rozwi zania problemu coraz wi kszego zapotrzebowania na energi . Wodór mo e
by wykorzystany, jako paliwo w ogniwach paliwowych (inaczej wodorowych). Dzia anie
ogniwa paliwowego, polega na bezpo rednim przetwarzaniu energii chemicznej na elektryczn
- w oparciu o wodór lub zawieraj cy go zwi zek chemiczny (np. kwas fosforowy lub metanol).
Produktem ubocznym reakcji jest oboj tna dla rodowiska woda. Ogromn zalet ogniwa
paliwowego jest mo liwo
generowania energii elektrycznej w sposób ci y przy
ca kowitym wyeliminowaniu procesów mechanicznych. Jedynym ograniczeniem ilo ci energii,
któr mo e wytworzy ogniwo paliwowe jest pojemno magazynu na wodór. Magazyn
powinien wykazywa si korzystnym stosunkiem masy zaabsorbowanego wodoru do ci aru
asnego m (dla celów komunikacji samochodowej: powy ej 6% wag.), du szybko ci
i odwracalno ci procesu absorpcji/desorpcji wodoru oraz akceptowalnymi temperaturami
i ci nieniami pracy [1].
Obecnie, wodór magazynowany jest g ównie w butlach stalowych, aluminiowych,
wielowarstwowych lub kompozytowych z w óknem w glowym, jako gaz spr ony pod
wysokim ci nieniem. Magazynowany jest równie w postaci ciek ej - w zbiornikach
kriogenicznych. Obydwa rozwi zania s energoch onne i nie nale do najbezpieczniejszych.
Bardzo intensywnie rozwijana jest metoda magazynowania wodoru oparta na wykorzystaniu
zjawiska adsorpcji fizycznej [2,3].Przedmiotem bada s równie tzw. wodorki kompleksowe,
powstaj ce na bazie metali przej ciowych lub metali lekkich (lit, bor, sód, aluminium),
tworz ce stabilne zwi zki jonowe takie jak alanaty (np. NaAlH4) czy borowodorki. Atrakcyjn
metod gromadzenia wodoru wydaje si by zastosowanie wodorków metali.
W referacie przedstawione zostan g ówne metody gromadzenia wodoru - ich wady i zalety,
a tak e, stan „motoryzacji wodorowej” oraz przyk ady wykorzystania wodoru do nap du
nietypowych urz dze .
[1] Hydrogen Storage Technologies Roadmap, uscar.org. November 2005
[2] H.G. Schimmel, G. Nijkamp, G.J. Kearly, A. Rivera Mater. Sci. Eng. B-Solid, 108 (2004)
124
[3] A. Züttel, P. Sudan, P. Mauron, P. Wenger, Appl. Phys. A, 78 (2004) 941
38
SESJA PLAKATOWA
Struktura krystaliczna, widma oscylacyjne i obliczenia
DFT kompleksów 7-azaindolu z Pd(II)
K. Dysz1, B. Morzyk-Ociepa1, I. Turowska-Tyrk2, D. Michalska3
1
Zak ad Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i rodowiska,
Wydzia Matematyczno-Przyrodniczy, Akademia im. Jana D ugosza
email:[email protected]
2
Katedra In ynierii i Modelowania Materia ów Zaawansowanych,
Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska
ul. Wybrze e Wyspia skiego 2, 50-370 Wroc aw
3
Zak ad Chemii Nieorganicznej i Strukturalnej, Wydzia Chemiczny, Politechnika Wroc awska
ul. Wybrze e Wyspia skiego 2, 50-370 Wroc aw
Otrzymano nowy zwi zek kompleksowy palladu(II) z 7-azaindolem (7AI), trans-[PdCl2(7AI)2]
(1) oraz kryszta y tego zwi zku z dimetyloformamidem, trans-[PdCl2(7AI)2] DMF. Analiza
rentgenostrukturalna wykaza a, e trans-[PdCl2(7AI)2] DMF krystalizuje w uk adzie
jednosko nym w grupie przestrzennej P21/n. Zmierzono widma w podczerwieni i Ramana
kompleksu 1 oraz wykonano obliczenia struktur geometrycznych i widm oscylacyjnych tego
kompleksu z zastosowaniem metod B3LYP i PBE0 oraz ró nych baz funkcyjnych. Dla
atomów C, N, H Cl zastosowano baz 6-311++G(d,p), natomiast dla atomu Pd baz LanL2DZ.
Szczególn uwag skupiono na badaniu drga rozci gaj cych metal-ligand i porównywaniu
obliczonych cz sto ci tych drga z pasmami obserwowanymi na widmach kompleksu Pd(II).
W celu jednoznacznego przyporz dkowania pasm obserwowanych na widmach
eksperymentalnych przeprowadzono analiz wspó rz dnych normalnych. Na podstawie
wyników teoretycznych i do wiadczalnych potwierdzono struktur kompleksu 1. Wykazano,
e dwa ligandy (7AI) wi
jon Pd(II) poprzez pirydynowy atom azotu tworz c struktur trans.
A
B
Raman intensity
PBE0, trans-[PdCl2(7AI)2]
B3LYP, trans-[PdCl2(7AI)2]
Exp., trans-[PdCl2(7AI)2]
1500
1000
500
0
-1
Wavenumber [cm ]
Rys. 1. (A) Fragment sieci krystalicznej trans-[PdCl2(7AI)2] DMF, (B) Porównanie
eksperymentalnego widma Ramana trans-[PdCl2(7AI)2] z widmami teoretycznymi
obliczonymi przy u yciu metod B3LYP and PBE0 w zakresie 1600-50 cm-1
Obliczenia programem Gaussian 09 zosta y wykonane we Wroc awskim Centrum SieciowoSuperkomputerowym.
39
SESJA PLAKATOWA
Modelowanie widm NMR kwadrupolowych j der
M. Olszewski, P. St pie
1
Instytut Fizyki, Wydzia Matematyczno-Fizyczny, Uniwersytet Szczeci ski
ul. Wielkopolska 15, 70-451 Szczecin
email: [email protected] ; [email protected]
Kwadrupolowe j dra atomowe to s j dra, które maj niezerowe momenty kwadrupolowe [1].
Spo ród wszystkich j der istniej cych w przyrodzie najwi ksza ilo j der ma kwadrupolowe
momenty [1,2]. Spin takich j der I 1 i „odczuwaj ” one w badanej próbce, oprócz pola
magnetycznego w miejscu gdzie znajduje si j dro, równie niejednorodne pole elektryczne
[1,2]. A zatem, w odró nieniu od j der ze spinem I = 1/2, widma magnetycznego rezonansu
drowego (w j z. angielskim - Nuclear Magnetic Resonance - NMR) j der kwadrupolowych
zawieraj wa
informacj o mikroskopowej strukturze badanej próbki.
Obecnie w literaturze mo na znale kilku
program modelowania (symulacji) widm
NMR kwadrupolowych j der: GAMMA,
SIMPSON, Winfit, STARS, Wsolids,
QUASAR, DMFit i inne [3-13]. Niestety
wi kszo z tych program symulacji widm
NMR
kwadrupolowych
j der
nie
uwzgl dniaj mo liwy rozrzut parametrów
kwadrupolowego
oddzia ywania
albo
rozwa aj te rozrzuty w postaci prostych
funkcji Lorentza albo Gaussa [13].
W niniejszej pracy jest przedstawiony nowy
Rys. Do wiadczalne (a) [13] i symulowane (b) program
modelowania
widm
NMR
11
widma
MAS
NMR
j der
B
w kwadrupolowych
j der.
Program
jest
polikrystalicznej próbce GaBO3
zastosowany do symulacji widm NMR
11
kwadrupolowych j der B w GaBO3.
[1] J.W. Hennel, Wst p do magnetycznego rezonansu j drowego, Wydawnictwo PWN, Warszawa, 1966.
[2] M..Siergiejew, Wst p do kwantowej teorii magnetycznego rezonansu j drowego. Wydawnictwo WSP,
upsk, 1996.
[3] S.A. Smith, T.O. Levante, B.H. Meier, R.R. Ernst, J. Magn. Res. Ser. A 106 (1994) 75.
[4] M. Bak, T. Rasmussen, N. C. Nielsen, J. Magn. Res. 147 (2000) 296.
[5] D. Massiot, H. Thiele, A. Germanus, WinFit, Bruker Report, 140 (1994) 43.
[6] H. K. Jakobsen, STARS Package, Aarhus University, Denmark,Varian: PaloAlto, CA.
[7] K. Eichele, R.E. Wasylishen, Wsolids NMR Simulation Package (2001), URL
http://ramsey.chem.ualberta.ca/software/software.html.
[8] J.P. Amoureux, C. Fernandez, P. Granger, NATO ASI Series C322 (1990) 409.
[9] J.P. Amoureux, C. Fernandez, QUASAR Solid-State NMR Simulation for Quadrupolar Nuclei, Université
de Lille, France.
[10] T.F. Kemp, M. E. Smith, Solid State NMR 35 (2009) 243.
[11] D. Massiot, F. Fayon, M. Capron, I. King, S. Le Calve, B. Alonso, J.-O. Durand, B. Bujoli, Z. Gan, G.
Hoatson, Magn. Res. Chem. 40 (2002) 70.
[12] D. L.A.G. Grimminck, B. J.W. Polman, A. P.M. Kentgens, W. Meerts, J. Magn. Res. 211 (2011) 114.
[13] K. Seleznyova, N.A. Sergeev, M. Olszewski, P. St pie , S.V. Yagupov, M.B. Strugatsky, Solid State
NMR (2015) http://dx.doi.org/10.1016/j.ssnmr.2015.06.001
40
SESJA PLAKATOWA
Badania spektroskopowe tlenku itru
dwukrotnie domieszkowanego
wybranymi pierwiastkami ziem rzadkich
D. Uryzaj1, M. Kotkowiak2, M. Helman2
1
Katedra Spektroskopii Optycznej, Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska
ul. Piotrowo 3, 60-965 Pozna
2
Instytut Fizyki, Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska
W pracy przedstawione zosta y wyniki bada spektroskopowych nanoproszków tlenku itru
(Y2O3) podwójnie domieszkowanych wybranymi pierwiastkami ziem rzadkich. Materia
badawczy zosta przygotowany w ramach wspó pracy z Uniwersytetem w Osace.
Domieszkowany tlenek itru (zarówno w postaci sta ej, jak i w zawiesinach) wykazuje
interesuj ce w ciwo ci luminescencyjne. Promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu
podczerwieni jest absorbowane przez iterb (Yb), natomiast fluorescencja emitowana jest
z udzia em stanów wzbudzonych wybranych domieszek, tj. erbu (Er), holmu (Ho) lub tulu
(Tm). Przeprowadzone badania spektroskopowe pokazuj , e emituj one wiat o w jednym
z trzech zakresów (czerwonym, zielonym lub niebieskim; w zale no ci od zastosowanej
domieszki). Emisja ta odbywa si na skutek wzbudzenia wiat em o d ugo ci fali oko o
980 nm. Ponadto uk ady te cechuj si stosunkowo d ugim czasem zaniku luminescencji
umaczonym ró nymi mechanizmami przekazywania energii [1].
Ze wzgl du na to, e odpowiednie jony ziem rzadkich umo liwiaj obserwowanie
luminescencji w ró nych obszarach spektralnych przy wzbudzeniu jedn d ugo ci fali
z zakresu promieniowania podczerwonego, dlatego próbki te s ciekawym przedmiotem bada
zarówno z naukowego punktu widzenia oraz potencjalnych praktycznych zastosowa .
Wzbudzanie uk adów d ugo ci fali z zakresu tzw. okna terapeutycznego implikuje potencjalne
wykorzystanie badanych uk adów do obrazowania obiektów biologicznych [2]. Ponadto uk ady
te mog by wykorzystywane w laserach, diodach elektroluminescencyjnych i komórkach
fotowoltaicznych [3].
Praca naukowa by a finansowana ze rodków na nauk w roku 2015 jako projekt badawczy
nr 06/62/DSMK/0195.
[1] T. Grzyb, RSC Advances 4, 2590-2595 (2014).
[2] Y. Yang, Microchimica Acta 181, 263-294 (2014).
[3] V.D. Rodríguez, J. Méndez-Ramos, V.K. Tikhomirov, J. del-Castillo, A.C. Yanes,
V.V. Moshchalkov, Optical Materials 34, 179-182 (2011).
41
SESJA PLAKATOWA
Badanie ciek okrystalicznego zwi zku 7OS5 metodami
komplementarnymi
A. Deptuch1,*, T. Jaworska-Go b1, M. Marzec1, J. Kusz2, M. Ksi ek2, K. Nagao3,
J. Chru ciel4, M. Ossowska-Chru ciel4
1
Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagiello ski, Kraków
*[email protected]
2
Instytut Fizyki im. Augusta Che kowskiego, Uniwersytet
ski, Katowice
3
XRD Analysis Group, Application Laboratories, Rigaku Corporation, Haijima, Japan
4
Instytut Chemii, Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach, Siedlce
Przej cia fazowe i w asno ci strukturalne faz ciek okrystalicznych i krystalicznych zwi zku
7OS5 (4-n-heptyloksybenzenotiokarboksylanu S-4-pentylofenylu) [1] oraz deuterowanej
próbki 7OS5-d26 [2] badane by y metodami komplementarnymi: mikroskopia polaryzacyjna
PM (mikroskop polaryzacyjny Nikon Eclipse LV100POL; szybko zmiany temperatury
6oC/min.), ró nicowa kalorymetria skaningowa DSC (kalorymetr DSC 8000 Perkin Elmer;
6oC/min.) i dyfrakcja rentgenowska XRD (próbka polikrystaliczna: Empyrean 2, PANalytical,
CuK , temperatura pokojowa, geometria pseudoogniskuj ca Bragga-Brentano; próbka
monokrystaliczna 0,38 x 0,02 x 0,01 mm: SuperNova, Agilent Technologies, CuK , 90 K). Dla
deuterowanej próbki 7OS5-d26 [2] wykonano ponadto jednoczesny pomiar XRD-DSC
(SmartLab 9 kW, Rigaku, CuK , 2oC/min.), w którym na tej samej próbce polikrystalicznej
jednocze nie prowadzony jest pomiar metod DSC i rejestracja rentgenogramów (rys. 1).
Dla 7OS5 wyznaczono sekwencje przej fazowych przy och adzaniu: Iz
N
SmC
Kr1
i przy ogrzewaniu: Kr1
Kr2
SmC
N
Iz. Dla deuterowanej próbki 7OS5-d26 nie
zaobserwowano fazy SmC ani w pomiarach DSC ani w XRD-DSC. Na podstawie XRD dla
monokryszta u uda o si po raz pierwszy okre li struktur 7OS5 (uk ad rombowy, grupa
przestrzenna Pca21; a = 54,285(5) Å, b = 5,5843(3) Å, c = 14,8411(10) Å). Jednostka
asymetryczna zawiera dwie cz steczki 7OS5, w komórce elementarnej mie ci si 8 cz steczek,
które uk adaj si warstwami, podobnie do warstw w ciek okrystalicznej fazie smektycznej.
Rys. 1: Pomiar XRD-DSC: dyfraktogramy Kr1 i Kr2 przy grzaniu (a) i krzywe DSC (b);
Iz-ciecz izotropowa, N-nematyk, SmC-smektyk C, Kr1i Kr2-fazy krystaliczne.
[1] M. D. Ossowska-Chru ciel, Otrzymywanie i badania ciek okrystalicznych tioestrów,
Wydawnictwo Akademii Podlaskiej, Siedlce 2008.
[2] J. Chru ciel et al., Synthesis and Mesomorphic Properties of Deuterated 4-n-Pentylphenyl
4'-n-Alkoxythiobenzoates 7S5-d26 and 8S5-d28, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1994, Vol. 239, 81.
42
SESJA PLAKATOWA
Dynamika moleku wody w natrolicie
M.Paczwa1, N.A.Sergeev1, M.Olszewski1, A.A.Sapiga2, A.V.Sapiga2
1
Instytut Fizyki, Wydzia Matematyczno-Fizyczny, Uniwersytet Szczeci ski
ul. Wielkopolska 15, 70-451 Szczecin
2
V.I.Vernadsky Crimean Federal University, 295007 Simferopol, Crimea
Natrolit (Na2Al2Si3O10 2H2O) to minera z gromady glinokrzemianów, zaliczany do grupy
zeolitów, które charakteryzuj si zró nicowan i lu
struktur poprzecinan pustymi
przestrzeniami i nanokana ami. Dzi ki tym nanokana om posiadaj one unikalne w ciwo ci
fizyczne i chemiczne o szerokim spektrum zastosowa [1]. Dynamika moleku wody
w natrolicie by a badana metod magnetycznego rezonansu j drowego w pracach [2 - 8].
Z analizy temperaturowej zale no ci czasu
relaksacji spin - sie w wiruj cym uk adzie
odniesienia T1 j der 1H przeprowadzonej w [2]
stwierdzono, e w przedziale temperatur 330 K
450 K rejestruje si tylko ruch reorientacyjny
moleku wody wokó jej osi symetrii (obrót o
1800), a w przedziale temperatur 450 K 540 K
oprócz reorientacji moleku wody rejestruje si
dodatkowy ruch moleku
wody, który
Rys. Zale no temperaturowa T1 j der 1H zinterpretowano jako ruch moleku y wody
dooko a jednego z wi za
wodorowych
w Na2Al2Si3O10 2H2O
moleku y wody.
W pracach [3-5] ten dodatkowy ruch moleku wody by odniesiony do ruchu dyfuzyjnego
moleku wody. Z pomiarów relaksacji spin-sie i widm NMR j der 23Na i 27Al w natrolicie
wykonanych w [7,8] wynika, e dyfuzyjne i reorientacyjne ruchy moleku wody musz
zachodzi prawie jednocze nie. W niniejszej pracy zosta y przedstawione wyniki
temperaturowych bada zmian widm MRJ i relaksacji spin - sie j der 1H w polikrystalicznej
próbce natrolitu (rys.). Teoretyczna interpretacja otrzymanych danych eksperymentalnych
wymaga a opracowania metody obliczenia czasów relaksacji spin - sie i drugiego momentu
widma NMR polikryszta ów w przypadku istnienia w krysztale dwóch rodzajów ruchów
cieplnych j der 1H [9].
[1] G. Engelhardt and D.Michel, High-Resolution Solid-State NMR of Silicates and Zeolites.
John Wiley&Sons, Chichester-New York-Brisbane-Toronto-Singapore, 1987.
[2] R.T. Thompson, R.R. Knispel, H.E. Petch, Can. J. Phys., 52, 2164 (1974).
[3] A.V. Sapiga, The shape of NMR spectra and study of structure and molecular mobility in
natrolite. Thesis, Tavrida National University, Simferopol, 2003.
[4] A.V. Sapiga, N.A. Sergeev, Cryst. Res. Technol., 36, 8 (2001).
[5] A.V. Sapiga, N.A. Sergeev , V.N. Shcherbakov, S.P. Gabuda, I.A. Belicky, J. Struct.
Chem., 27, 183 (1986).
[6] M. Olszewski, Research into the influence of complex thermal motion on the nuclear
magnetic resonance signals of solids, Thesis, UAM, Pozna , 2009.
[7] M. Paczwa, A.A. Sapiga, M. Olszewski,. N.A. Sergeev, A.V. Sapiga, Applied Magnetic
Resonance, 46, 583 (2015).
[8] M. Paczwa, A.A. Sapiga, M. Olszewski,. N.A. Sergeev, A.V. Sapiga, Zeitschrift für
Naturforschung A. 70, 295 (2015).
[9] P. Bilski, M. Olszewski, N.A. Sergeev, J. W sicki, Solid State NMR, 25, 15 (2004).
43
SESJA PLAKATOWA
Struktura mezoporowatych materia ów krzemionkowych
M. Skibi ska
Zak ad Krystalografii, Wydzia Chemii, Uniwersytet Marii Curie-Sk odowskiej
Pl. Marii Curie-Sk odowskiej 2, 20-031 Lublin
Powszechnie stosowanym budulcem materia ów mezoporowatych jest krzemionka.
Zawdzi cza to ona swej stabilno ci termicznej, chemicznej oboj tno ci oraz temu e jest tania,
nieszkodliwa i powszechnie dost pna [1]. W 1971 roku mia a miejsce pierwsza próba syntezy
mezoporowatej krzemionki o ma ej g sto ci porów. Zastosowano wówczas surfaktant
kationowy. Jednak w sprawozdaniu z syntezy nie by o informacji o porowato ci a jedynie
o g sto ci nasypowej. W 1992 roku rozpocz to bardzo wnikliwie bada struktury
mezoporowate. Laboratoria Mobil Corporation zacz y otrzymywa materia y typu MCM-X
(Mobile Composition of Matter). Charakteryzowa y si ró
struktur porów. MCM-41
o heksagonalnych porach, MCM-48 o regularnych oraz MCM-50 o lamelarnej strukturze.
Synteza przebiega a w rodowisku zasadowym i przy u yciu kationowego rodka
powierzchniowo czynnego. W 1998 roku Zhao po raz pierwszy otrzyma z niejonowego
polimeru trójblokowego mezoporowat krzemionk . Materia zosta nazwany SBA-X (Santa
Barbara Amorphous), gdzie X by a to liczba odpowiadaj ca okre lonej strukturze porów
i surfaktantowi, np. SBA-15 o heksagonalnych porach, otrzymywany z polimeru P123, czy te
SBA-16 o sferycznych porach i strukturze sze ciennej, a otrzymywany z F127. Najwi kszym
zainteresowaniem badaczy obecnie cieszy si SBA-15. Do innych rodzin mezoporowatej
krzemionki nale : MSU (Michigan State University), KIT (Korea Advanced Institue of
Science and Technology), FDU (Fudan University Material), HMS (Hexagonal Mesoporous
Silica). Odznaczaj si one ró nymi warunkami procesu syntezy i stosowanymi surfaktantami ,
st d te maj odmienn struktur [2].
SBA-15 charakteryzuje heksagonalna struktura, p6mm. Zbudowana jest z cylindrycznych
porów o d ugo ci od 200 nm do kilku mikronów. Szeroko porów waha si w zakresie 4-26
nm, jednak te powy ej 12 nm wyst puj sporadycznie. Charakterystyczn struktur
wyst puj
w SBA-15 jest korona, utworzona przez mikropory, cz ce mezopory [3]. Przy
wykorzystaniu dyfrakcji rentgenowskiej oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej
scharakteryzowano struktur materia u.
[1] N. Rahmat, A. Zuhairi Abdullah, A. Rahman Mohamed, Am. J. Applied Sci., 7(12), 1579
(2010).
[2] K. Mrozi ska, J. R. Grzechowiak, D. Czycz, Przemys chemiczny, 88/5, 530 (2009).
[3] J. Thielemann, “Synthesis,Characterization and in situ Catalysis of Silica SBA-15
Supported Molybdenum Oxide Model Catalysts”, Technische Universitat Darmstadt, 2010
44
SESJA PLAKATOWA
Organiczne tranzystory z efektem polowym w uk adzie
wspólnego ród a
A. uczak1, J. Jung1
1
Katedra Fizyki Molekularnej, Wydzia Chemiczny, Politechnika ódzka
ul. eromskiego 116, 90-924 ód
W ostatnich latach obserwowany jest ci y wzrost zainteresowania elastyczn elektronik
wielko-powierzchniow (z j. ang. Flexible Organic Large Area elektronic - FOLAE).
Elementami wykorzystywanymi w urz dzeniach FOLAE s organiczne tranzystory z efektem
polowym (z j. ang. Organic Field Effect Transistor - OFET).
Podstawowym parametrem charakteryzuj cym tranzystory OFET jest ruchliwo no ników
adunku. W niniejszej pracy pokazane zostanie jak, w obszarze liniowej pracy tranzystora,
ruchliwo no ników adunku zale y od napi cia bramka- ród o[1]. Badania wykonano
w oparciu o wyznaczone parametry w schemacie zast pczym tranzystora OFET takie jak trans
konduktancja gm i rezystancja kana u tranzystora RDS (Rys. 1A,B). Pomiarów dokonano
z zastosowaniem ma osygna owego wzmacniacza napi cia z tranzystorem pracuj cym
w uk adzie wspólnego ród a (Rys. 1C).
Rys. 1. Schematyczna budowa tranzystora OFET, wraz z zaznaczonymi rezystancjami
(A), jego schemat zast pczy (B) oraz schemat uk adu pomiarowego (C).
W badanych tranzystorach, pó przewodnikiem organicznym by a cienka warstwa
niskocz steczkowego
zwi zku
6,13-bis(triizopropylosililoetynylo)pentacenu
o przewodnictwie dziurowym (pó przewodnik typu p) [2]. Pod em, na które, metod
wylewania strefowego, nanoszono warstw by krzem pokryty cienk warstw ditlenku
krzemu. Pod e krzemowe stanowi o elektrod bramki, a metalowe elektrody ród a i drenu
naparowano pró niowo na powierzchni pó przewodnika.
[1] M. Mottaghi et al., Organic Electronics, 2006, 7 528–536
[2] S. K. Park et al., Applied Physics Letters, 2007, 91, 063514
45
SESJA PLAKATOWA
Niesymetryczna ftalocyjanina cynku jako potencjalny
materia barwnikowych ogniw fotowoltaicznych
K. K dzierski1, B. Bursa1, D. Wróbel1, B. Barszcz2, H. Dinçer3
1
Instytut Fizyki, Wydzia Fizyki Technicznej, Politechnika Pozna ska
2
Instytut Fizyki Molekularnej, Polska Akademia Nauk
ul. Mariana Smoluchowskiego 17 60-179 Pozna
3
Zak ad Chemii, Wydzia Nauk i Literatury, Uniwersytet Techniczny w Istambule,
34469 Maslak, Istambu
Do tej pory najwi ksze sprawno ci konwersji energii promieniowania s onecznego na energi
elektryczn w ogniwach barwnikowych typu DSSC (ang. Dye Sensitized Solar Cells) uzyskuje
si barwi c ogniwo barwnikami rutenowymi. Barwniki te wykazuj relatywnie niski
wspó czynnik absorbcji promieniowania czerwonego i podczerwonego. Jedn z mo liwo ci
wykorzystania promieniowania s onecznego w zakresie czerwonym i podczerwonym jest
zastosowanie barwników ftalocyjaninowych, które cechuj si bardzo silnym pasmem
absorpcyjnym w zakresie 650 – 800 nm (w zale no ci od modyfikacji struktury molekularnej
barwnika). Niestety barwniki ftalocyjaninowe wykazuj wysok tendencj do agregacji
w elektrodzie ogniwa a barwnik w formie zagregowanej cechuje znacznie mniejsza wydajno
generowania fotopr du ze wzgl du na zwi kszone prawdopodobie stwo dyssypacji energii.
Aby ograniczy agregacj barwników w elektrodzie stosuje si funkcjonalizacj ró nymi
grupami funkcyjnymi za równo moleku barwnika jak i elektrody. Najlepsze rezultaty uzyskuje
si
dla ftalocyjanin niesymetrycznych (o niesymetrycznie przy czonych grupach
zewn trznych). Badania nad zastosowaniem niesymetrycznych ftalocyjanin w ogniwach
fotowoltaicznych s stosunkowo now dziedzin nauki, dlatego te istotne s badania nie tylko
ca ych komórek fotowoltaicznych, ale tak e badania w ciwo ci samych nowo
syntezowanych barwników.
Rys. 1. Schematy struktur molekularnych badanych barwników; ZnPc_1 - 9,16,23-Tritert-butyl-2-(pent-4-ynoxy)- ftalocyjanina cynku oraz ZnPc_2 - 2,9,16,23-tetra-tert-butyl29H,31H- ftalocyjanina cynku
W niniejszej pracy przedstawiono wyniki bada porównawczych komercyjnie dost pnej
symetrycznej ftalocyjaniny cynku oraz nowo syntezowanej niesymetrycznej ftalocyjaniny
cynku. Przeprowadzono badania spektroskopii absorpcyjnej i emisyjnej z zakresu od
ultrafioletu do redniej podczerwieni, spektroskopii rozproszenia ramanowskiego oraz badania
czasu zaniku fluorescencji. W celu dok adniejszej interpretacji uzyskanych wyników
przeprowadzono tak e obliczenia kwantowo mechaniczne oscylacyjnych i elektronowych
stanów energetycznych badanych barwników.
Praca naukowa by a finansowana ze rodków na nauk w roku 2015 jako projekt badawczy nr
06/62/DSMK/0196
46
SESJA PLAKATOWA
Synteza i nieliniowo optyczna drugiego rz du rombowego
Bi2ZnB2O7 domieszkowanego wybranymi ziemiami
rzadkimi
M. Chrunik1
1
Instytut Fizyki Technicznej, Wojskowa Akademia Techniczna
ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa
Bie ca praca po wi cona jest rombowemu boranowi bizmutowo-cynkowemu
Bi2ZnB2O7 (BZBO) oraz jego nieliniowo ci optycznej (NLO) drugiego rz du. Ostatnie prace
nad tym kryszta em boranowym dowiod y, e materia ten oprócz generacji drugiej
harmonicznej (SHG) [1] wykazuje tak e wymierny efekt optycznie nieliniowy trzeciego rz du
(THG) [2]. Z uwagi na wydajn domieszkowalno jonami RE3+ (Nd3+, Pr3+, Tb3+, etc.) oraz
efektywn konwersj SHG staje si on potencjalnym materia em dla urz dze typu
samo-podwajaczy cz stotliwo ciowych (SFD). Mo e znale tak e zastosowanie jako matryca
dla urz dze sterowanych laserowo [3]. Oprócz tego BZBO posiada interesuj ce w ciwo ci
oscylacyjne, g ównie dla bada
spektroskopowych
-Ramana [4] oraz wykazuje
fotoluminescencj [5]. W pracy prezentujemy wyniki pomiarów SHG dokonanych przy u yciu
metody opisanej w ródle [6] dla proszków BZBO:RE3+ otrzymanych przy pomocy
zmodyfikowanej metody Pechiniego. Zastosowana metoda syntezy nie jest czasoch onna
w porównaniu do reakcji w fazie sta ej opisanej w ródle [7] i pozwala otrzymywa
monofazowe nanoproszki BZBO:RE3+, co potwierdza rentgenowska analiza fazowa (XRD).
Mikrostruktura otrzymanych materia ów proszkowych zosta a zbadana przy pomocy
mikroskopii si atomowych (AFM).
[1] X. Su, Y. Wang, Z. Yang, X. Huang, S. Pan, F. Li, M. Lee, J. Phys. Chem. C, 117,
14149–14157 (2013).
[2] K. Iliopoulos, D. Kasprowicz, A. Majchrowski, E. Michalski, D. Gindre, B. Sahraoui,
Appl. Phys. Lett., 103, 231103 (2013).
[3] A. Majchrowski, A. Wojciechowski, L.R. Jaroszewicz, M. Chrunik, A. Fedorchuk,
B. Sahraoui, I.V. Kityk, J. Mater. Sci.-Mater. Electron., 25, 2426-2434 (2014).
[4] D. Kasprowicz, T. Runka, K. Jaroszewski, A. Majchrowski, E. Michalski,
J. Alloy. Compd., 610, 600–605 (2014).
[5] Z. Quhong, W. Jing, Z. Mei, D. Weijia, S. Qiang, J. Rare Earths, 24, 392-395 (2006).
[6] I. Matulkova, J. Cihelka, M. Pojarova, K. Fejfarova, M. Dusek, P. Vanek, J. Kroupa,
R. Krupkova, J. Fabry, I. Nemec, Crystengcomm, 14, 4625-4636 (2012).
[7] F. Li, S. Pan, X. Hou, Z. Zhou, J. Cryst. Growth, 312, 2383–2385 (2010).
47
SESJA PLAKATOWA
Magnetyki molekularne oparte na elastycznej,
dwuwymiarowej sieci koordynacyjnej Ni-Nb i kationach
metali alkalicznych
M. Heczko, M. Reczy ski, B. Nowicka, B. Sieklucka
Wydzia Chemii, Uniwersytet Jagiello ski, Ingardena 3, 30-060 Kraków
[email protected]
Polimery koordynacyjne o elastycznej sieci, zmieniaj ce w ciwo ci magnetyczne pod
wp ywem stopnia uwodnienia, jak i zawarto ci ró nych kationów w strukturze, mog znale
zastosowanie jako specyficzne prze czniki molekularne. W spontanicznej reakcji jonów
[Ni(cyclam)]2+ (cyclam = 1,4,8,11-tetraazazcyclotetradecane) i [Nb(CN)8]4- powstaje
trójwymiarowa, magnetyczna sie koordynacyjna {[Ni(cyclam)]2[Nb(CN)8]·nH2O} [1], dla
której zaobserwowano zmiany strukturalne i magnetyczne pod wp ywem procesów hydratacji
i dehydratacji. Reakcja pomi dzy tymi samymi blokami budulcowymi prowadzona
w st onym roztworze odpowiedniego elektrolitu (MClx) prowadzi do uzyskania
dwuwymiarowych sieci o topologii plastra miodu {Mx[Ni(cyclam)3[Nb(CN)8]2·nH2O}
(x = 2: M = Li+, Na+; x = 1: M = Mg2+, Ca2+). Dzi ki topologii typu plastra miodu w strukturze
obecne s kana y wype nione cz steczkami wody i kationami, które kompensuj ujemny
adunek sieci. Badania pokaza y, e w ciwo ci magnetyczne tych polimerów zale od
stopnia
uwodnienia
uk adu.
Dla
zwi zku
zawieraj cego
kationy
litu:
{Li2[Ni(cyclam)3[Nb(CN)8]2·nH2O} (A), stwierdzono obecno
trzech stabilnych faz
ró ni cych si struktur i stopniem uwodnienia. Ca kowicie uwodniona faza A·25H2O jest
ferrimagnetykiem o Tc = 8,2 K. Faza stabilna na powietrzu A·22H2O jest metamagnetykiem
o polu krytycznym 1 kOe i temperaturze uporz dkowania Tc = 6,9 K, a faza odwodniona
w pró ni A·3H2O jest antyferromagnetykiem o Tc = 3,0 K. Badania strukturalne i magnetyczne
potwierdzi y odwracalno procesu odwadniania pomi dzy kolejnymi fazami.
Rysunek 1. Wykres MT(T) (a) oraz M(H) (b) dla ró nych faz uk adu
{Li2[Ni(cyclam)3[Nb(CN)8]2·nH2O} (A).
[1] Beata Nowicka, Maria Ba anda, Mateusz Reczy ski, Anna M. Majcher, Marcin Kozie ,
Wojciech Nitek, Wies aw asocha, Barbara Sieklucka, Dalton Trans., 2013, 42, 2616 - 2621.
48
SESJA PLAKATOWA
Efekty magnetyczne w pró niowo naparowanych
organicznych warstwach dwusk adnikowych
typu donor elektronu-akceptor elektronu
D. Pelczarski1, M. Klein1,2, P. Grygiel1, W. Stampor1
1
2
Instytut Maszyn Przep ywowych im. Roberta Szewalskiego PAN, 80-231 Gda sk, Polska
Metod pró niowego naparowania (PVD) wykonano dwusk adnikowe warstwy typu donor
elektronu-akceptor elektronu. Pochodne amin (m-MTDATA, 2-TNATA) spe niaj tutaj rol
donora elektronu (D), natomiast batokuproina (BCP) oraz batofenantrolina (BPhen) wykazuj
cechy akceptora elektronu (A). W uk adach takich, stosowanych, jako emitery w organicznych
diodach elektroluminescencyjnych, stany wzbudzenia elektronowego maj charakter
ekscypleksów (D-A)*.
CH3
N
N
2TNATA
MTDATA
CH3
N
N
N
N
N
N
BPhen
N
N
N
BCP
N
H3C
MPC [%]
Fotopr dy w uk adzie mieszanym silnie rosn w zakresie niskich pól magnetycznych a nast pnie osi gaj nasycenie w wy szych polach. Za taki stan rzeczy odpowiedzialne s dwa
mechanizmy
powstawania
magnetofotopr dów (MPC). Pierwszy z nich
h
kwarc/Al1/donor:akceptor/Al2
zwi zany
z
modulacj
oddzia ywa
10
nadsubtelnych
elektronów
8
i dziur z otoczeniem protonowym, zosta
zastosowany
do
wyja nienia
MPC
6
w warstwach m-MTDATA [1], PPV
2TNATA:BCP Al1(-)
4
(polifenylenowinylen)
[2]
oraz
Alq3
2TNATA:BCP Al1(+)
(hydroksychinolinowy kompleks aluminium)
m-MTDATA:BCP Al1(-)
2
[3]. W modelu tym konwersja pomi dzy
m-MTDATA:BCP Al1(+)
0
stanem singletowym 1(e-h) a stanem
0
200
400
600
trypletowym 3(e-h) jest t umiona w wyniku
B [mT]
rozszczepienia Zeemana stanu 3(e-h). Drugi
Rys. 1. Wzgl dna zmiana fotopr du w funkcji mechanizm zwi zany jest z modulacj
indukcji zewn trznego pola magnetycznego
oddzia ywa subtelnych. W pracy tej zostan
przedstawione wyniki wp ywu pola magnetycznego na fotopr d oraz fotoluminescencj
w funkcji pola elektrycznego, nat enia strumienia fotonów oraz d ugo ci fali wiat a
wzbudzaj cego.
Praca zosta a wykonana w ramach projektu Narodowego Centrum Nauki
2011/03/B/ST7/01888.
[1] D. Pelczarski, P. Grygiel, M. Mi nik, W. Stampor, Org. Electron. 21 (2015) 54.
[2] E. Frankevich, A. Zakhidov, K. Yoshino, Y. Maruyama, Phys.Rev.B 53 (1996) 4498.
[3] J. Kalinowski, J. Szmytkowski, W. Stampor, Chem. Phys. Lett. 378 (2003) 38.
49
SESJA PLAKATOWA
Elektromodulacja dysocjacji ekscytonów w uk adach
dwusk adnikowych typu donor elektronu - akceptor elektronu
D. Pelczarski1, K. Falkowski1, W. Stampor1
1
Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych,
Wydzia Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej,
Politechnika Gda ska ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gda sk
Dysocjacja ekscytonów i rekombinacja no ników adunku s podstawowymi procesami
elektronowymi, które warunkuj dzia anie organicznych diod elektroluminescencyjnych (EL)
i ogniw fotowoltaicznych. W materia ach organicznych zak ada si , e procesy te przebiegaj
przez etap po redni par elektron-dziura (e-h), których no niki adunku zwi zane si ami
kulombowskimi s rozdzielone na odleg
kilku sta ych sieciowych [1]. Zewn trzne pole
elektryczne przyk adane do próbki, zwi kszaj c prawdopodobie stwo dysocjacji par (e-h),
prowadzi do wzrostu koncentracji swobodnych no ników adunku i spadku koncentracji
ekscytonów, co obserwujemy, odpowiednio, jako przep yw fotopr du i elektrycznopolowe
wygaszenie fotoluminescencji. W ramach tej pracy proces dysocjacji ekscytonów w pró niowo
naparowanych warstwach dwusk adnikowych zostanie scharakteryzowany metod
elektromodulacji fotoluminescencji i fotoprzewodnictwa. Uzyskane wyniki do wiadczalne
zosta y porównane z modelami dyfuzyjnej separacji no ników adunku w o rodku ci ym
i o rodku dyskretnym. Wydajno separacji no ników adunku w o rodku ci ym zosta a
obliczona na podstawie modelu Onsagera i Sano-Tachiyi-Noolandiego-Honga (STNH) [2]
a w o rodku dyskretnym - metod symulacji Monte Carlo [3] z wykorzystaniem wzoru Millera
– Abrahamsa na cz stotliwo przeskoku no nika. Analiza wyników pozwoli a wyznaczy
szybko rekombinacji ko cowej no ników adunku dla badanych uk adów molekularnych:
m-MTDATA:BCP, m-MTDATA:BPhen, 2TNATA:BCP.
Rys. 1. Wyniki do wiadczalne elektromodulacji dysocjacji ekscytonów w warstwach
m - MTDATA : BCP. W cz ci (A) przedstawiono dopasowania uzyskane na gruncie
modelu STNH (linie przerywane) oraz modelu Onsagera (linia ci a). W cz ci (B)
przedstawiono dopasowania uzyskane metod symulacji Monte - Carlo
[1] A. Koehler, H. Beassler, Electronic Processes in Organic Semiconductors, Wiley 2015
[2] K. Falkowski, W. Stampor, P. Grygiel and W. Tomaszewicz, Sano–Tachiya–Noolandi–
Hong versus Onsager modelling of charge photogeneration in organic solids, Chem. Phys. 392
(2012) 122–129
[3] S. Baranowski, Charge Transport In Disordered Solids, Wiley 2006
50
Indeks Autorów
Barszcz B.
46
Jaworska-Go b T.
42
Bator G.
30
Je owski A.
26
Budziak A.
38
Jung J.
45
Budzisz P.
21
Bujak P.
22, 37
Klein M.
dzierski K.
36, 49
46
Bursa B.
46
Kotkowiak M.
41
Chamerski K.
27
Kotwica K.
37
Chrunik M.
47
Kowal A.
24
Chru ciel J.
42
Kozik T.
19
Czuchry M.
15
Krok F.
23
Depciuch J.
24
Krzywiec W.
37
Deptuch A.
42
Ksi ek M.
42
Dinçer H.
46
Kulszewicz-Bajer I.
20
Djurado D.
20
Kusz J.
42
Dubiel .
18
Ku ma M.
18
Dysz K.
39
uczak A.
45
Falkowski K.
50
ny W.
19
Filipecki J.
27
Ma kowiak S.
17
Galewski Z.
31
Majka M.
16
22
Marzec M.
42
Gondek E.
bka G.
14
Maurel V.
20
Gotfryd E. B.
28
Michalska D.
39
Gruzel G.
24
Morzyk-Ociepa B.
39
Grygiel P.
49
Muesca J.-M.
20
Gryszel M.
22
Nagao K.
42
Heczko M.
48
Niezgoda I.
31
Helman M.
41
Noga K.
15
Jakubas R.
29
Nowak E. M.
35
Janasz .
34
Nowicka B.
48
Jarosz G.
21
Olszewski M.
40, 43
51
Ossowska-Chru ciel M.
42
Wamil D.
37
Paczwa M.
43
Wojciechowska M.
29
Parlinska M.
24
Wrana D.
23
Pelczarski D.
32, 49, 50
Wróbel D.
46
Piecha-Bisiorek A.
29
Zagórka M.
37
Pistula W.
34
Zieli ski P.
16,29
Pro A.
22, 37
Prytys J.
30
Reczy ski M.
48
Rok M.
30
Sapiga A. A.
43
Sapiga A. V.
43
Schab-Balcerzak E.
35
Sergeev N. A.
43
Sieklucka B.
48
Signerski R.
21
Sitarz M.
27
Siwy M.
35
Skibi ska M.
25, 44
Skórka .
20
Stampor W.
49, 50
Sterzel M.
15
St pie P.
40
Stopa M.
27
Szewczyk D.
26
Turowska-Tyrk I.
39
Ula ski J.
34
Uryzaj D.
41
Ushakou D. V.
33
Wal A.
18
52
NOTES
53
NOTES
54
NOTES
55
NOTES
56
NOTES
57
NOTES
58
NOTES
59
NOTES
60

Full Text - Tomasz M. Majka Publisher

Transkrypt

Podobne dokumenty

Wieści Nieporęckie

this link - Solidarity of Arts

Krzysztof Morta, Łacińskie epitafia Karśnickich z kościoła św

KingKORG - ulotka.cdr

Publikacja I OKI "Wzi" - Uniwersytet Przyrodniczo

Elektronika organiczna w polskich laboratoriach

Pobierz plik - BIP PW - Politechnika Warszawska

F - H1

PhD - Zakład Fizyki Neutrin