Funkcionális Nanostruktúrák Kutatócsoport

Kutatási témák
  • (mágneses) vékonyrétegek, (határ)felületek,
  • biológiai és biomimetikus membránok
  • a szinkrotronsugárzás nukleáris rezonanciaszórása
  • Mössbauer-spektroszkópia
  • neutronszórás

A Funkcionális Nanostruktúrák Kutatócsoport (korábban: Nukleáris Szilárdtestfizika Osztály) kutatásait a mágneses nanostruktúrák és biológiai / biomimetikus membránok tulajdonságainak vizsgálatára fókuszálja. Az alkalmazott nukleáris szilárdtesfizikai módszerek közül jelentőségében kiemelkedik a neutronreflektometria, a szinkrotronsugárzást használó reflektometriák, valamint a Mössbauer-spektroszkópia. Az alkalmazott módszerek elméleti és kísérleti továbbfejlesztése szintén a csoport tudományos érdeklődési körébe esik. Kutatóink szoros együttműködésben dolgoznak a Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet, a Wigner Fizikai Kutatóközpont (Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézete és a Debreceni Egyetem munkatársaival és - emelt szintű laboratóriumi gyakorlatok tartásával, diákköri és diploma- valamint PhD-dolgozatok témavezetőiként - az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE, Budapest) és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BMGTE, Budapest) oktatóival együttműködésben részt vesznek a fizika oktatásában.

Legfontosabb nemzetközi együttműködő partnereink az Európai Szinkrotronsugárzási Központ (ESRF, Grenoble), a Laue-Langevin Intézet (ILL, Grenoble), a Heinz Maier-Leibnitz Központ (MLZ, Garching), a Müncheni Műszaki Egyetem Fizika Tanszéke (http://www.sces.ph.tum.de/), a Max-Planck Szilárdtestfizikai Intézet (MPI FKF, Stuttgart és Garching) és a Dubnai Egyesült Atommagkutató Intézet (JINR, Dubna) munkatársai.

Kutatók

Tartósan külföldi kutatóintézetben
    Major, Márton              Tudományos munkatárs (Darmstadti Egyetem, Németország)
    Merkel, Dániel Géza            Tudományos munkatárs (ESRF, Grenoble, Franciaország)

Technikai személyzet

PhD hallgatók

Diplomamunka-lehetőségek

Diákköri témák
Kutatási tevékenység

A NUCSSP osztály jelenlegi fő tevékenysége a vékonyrétegek, azok felületeinek és interfészeinek vizsgálatára irányul. A konkrét anyagtudományi kutatások mellet folyamatosan dolgozunk ki új, ill. próbáljuk tökéletesíteni a már rendelkezésre álló kísérleti módszereket, elméleti leírást, kiértékelő algoritmust és kiértékelő programokat fejlesztünk a tudományos közösség számára. Kísérleteinkben termikus neutronok vagy fotonok szóródási képéből kapott információk alapján próbáljuk meghatározni a rétegek mélységfüggő atomi és fizikai szerkezetét, a bennük kialakuló laterális struktúrákkal együtt.

A vizsgált vékonyrétegeket az RMKI molekulanyalábok csoportjával együttműködve, molekulasugaras epitaxia (MBE) technikával állítjuk elő, amely módszer biztosítja a szinte atomi pontossággal sík felületek, interfészek létrejöttét. Síkfelületű és laterálisan homogén vékonyrétegek esetén a fő információt a spekuláris szórás szolgáltatja, ezért csoportunkban alkalmazott egyik fő módszerünk a reflektometria, a használt sugárzás szerint neutronreflektometriáról és Röntgen-reflektometriáról beszélünk. Laterális inhomogenitások diffúz szórást (más néven nem-spekuláris vagy diffúz reflexiót) okoznak, melynek intenzitása információt ad az inhomogenitások statisztikai jellegéről (átlagos méret, szimmetria, anizotrópia, stb)

A termikus neutronok a magokon nukleáris szórással és mágneses mintákban mágneses szórással is rugalmasan szóródhatnak. A fotonok az atomi elektronokon (Thomson-szórás) és a magokon is képesek szóródni. A magokon való szóródás esetén a foton energiája egybeeshet a magnívók közti átmeneti energiák egyikével, így bizonyos további magfizikai és szilárdtestfizikai feltételek teljesülése esetén visszalökésmentes rezonanciaabszorpció, vagy más szóval Mössbauer-szórás, vagy szinkrotron források esetén nukleáris rezonanciaszórás történhet. Előreszórásban klasszikus abszorpciós vagy emissziós Mössbauer-spektroszkópiáról (MS), nukleáris rezonancia előreszórásról (NRFS), a spekuláris szórást detektálva szinkrotron Mössbauer-reflektometriáról (SMR) beszélünk.

Kiértékelő szoftverek fejlesztése

The nuclear solid state group developed a general data evaluation program, FitSuite which is suitable for simutaneous fitting/simulations of different types of experimental spectra providing the statistical correctness and consistency of the fit results. The program has a user-friendly graphics user interface. FitSuite is freely available for the scientific community.

FitSuite

    The current downloadable version is V1.0.4, which is capable for simultaneous fitting of the model parameters to spectra of:
  • absoption and emission Mössbauer spectroscopy,
  • specular X-ray reflectometry,
  • nuclear resonance forward scattering of synchrotron radiation: time differential mode,
  • nuclear resonance forward scattering of synchrotron radiation: stroboscopic detection,
  • specular synchrotron Mössbauer reflectometry: time-differential,
  • time-integral and
  • stroboscopic modes,
  • specular polarized and unpolarized neutron reflectometry,
  • off-specular polarized neutron reflectometry,
  • off-specular synchrotron Mössbauer reflectometry.
  • Operation system : Linux, MS Windows XP
  • For further details see:

  • User Manual of FitSuite (pdf version is available here) or
  • Adobe Flash Demos.
  • Download: from FitSuite web pages.

Contact: Szilárd Sajti (sajti at wigner.mta.hu)

EFFI

EFFI, the predecessor of FitSuite was developed in collaboration with Prof. Hartmut Spiering. The program was written in Fortran and C language and is currently used for testing the new theoretical routines. Following the implementation of its routinnes in FitSuite, EFFI was developed on different routes.

Features:

  • the same as above for FitSuite, but
  • no advances graphical interface
  • Supported operation system : Linux

Download: from our server.

Contact:László Deák (deak at wigner.mta.hu)

Latest results

Reciprocity violation in nuclear resonant scattering

text...