Niemal 13 mln zł otrzymali naukowcy Politechniki Wrocławskiej w ramach kolejnej edycji programu Opus od Narodowego Centrum Nauki. W sumie dofinansowanie przyznano dziewięciu osobom z sześciu wydziałów PWr.
Opus to konkurs o szerokiej formule, w którym o finansowanie projektów badawczych z zakresu badań podstawowych mogą ubiegać się badacze na każdym etapie kariery naukowej, niezależnie od wieku i poziomu doświadczenia.
Dzięki otrzymanemu grantowi mogą zbudować duże zespoły badawcze, realizować projekty wykorzystujące wielkie międzynarodowe urządzenia badawcze, a także podjąć współpracę z partnerami zagranicznymi.
W 27. edycji granty otrzymało 357 projektów o wartości ponad 603,6 mln zł. W gronie laureatów znalazło się dziewięć osób z naszej uczelni, którym łącznie przyznano wsparcie w wysokości niemal 13 mln. zł., w tym dwie osoby z naszego Wydziału.
Prof. Teodor Gotszalk (Katedra Nanometrologii)
„Tranzystor z kropkami kwantowymi na sondzie: nowe ścieżki badania systemów kwantowych metodami mikroskopii bliskich oddziaływań – SQTMet”. Kwota dofinansowania: 1 979 200 zł.
Technologie obrazowania właściwości nanostruktur stymulują rozwój zaawansowanych technologii. Klasyczna mikroskopia bliskich oddziaływań (ang. scanning probe microscopy-SPM) należy do takich rozwiązań, jednak obrazowanie układów kwantowych wymaga, aby ostrze pomiarowe nie tylko skupiało na sobie oddziaływania dynamiczne, ale pełniło rolę nadzwyczaj czułego układu detekcji ładunku elektrycznego (elektrometru).
W projekcie prof. Teodora Gotszalka na ostrzu pomiarowym w roli elektrometru zintegrowany zostanie tranzystor jednoelektronowy pracujący w układzie kropek kwantowych. Tranzystor ten będzie wykonany w technologii osadzania warstw nieciągłych wspomaganej wiązką elektronową (ang. focused electron beam induced deposition-FEBID). Transport ładunku między nanoziarnami, pełniącymi rolę kropek kwantowych, będzie sterowany przez oddziaływanie elektrostatyczne z badaną nanostrukturą.
W ten sposób opracowana zostanie nowa technika badania właściwości nanostruktur kwantowych nazywana mikroskopią z jednoelektronowym tranzystorem (ang. scanning quantum dot transistor microscopy, SQTM). Pozwoli ona na uzyskanie rozdzielczości pomiaru odległości oraz ładunku elektrycznego odpowiednio poniżej 10 pm oraz 0,05 e. Taka rekordowa charakterystyka technologii SQTM pozwoli na badania ładunkowych struktur kwantowych przewidzianych do zastosowania w tzw. nanoelektronice jednoatomowej (ang. single atom nanoelectronics-SAN).
Projekt SQTMet będzie realizowany w ścisłej współpracy z Instytutem Mikroelektroniki i Fotoniki (IMiF) Sieci Łukasiewicz oraz partnerami zagranicznymi: Imperial College w Londynie (w zakresie pomiarów planarnych struktur jednoelektronowych) i National Physical Laboratory (w zakresie pomiarów nanowspółrzędnościowych).
Dr inż. Grzegorz Dudzik (Katedra Teorii Pola, Układów Elektronicznych i Opoelektroniki)
„Nowe struktury laserów na ciele stałym jako miniaturowe, wysoce czułe detektory gazów dla spektroskopii laserowej”. Kwota dofinansowania: 1 598 360 zł.
W projekcie dr Grzegorz Dudzik zajmie się badaniami nad całkowicie nowymi konfiguracjami laserów na ciele stałym pompowanych diodowo (DPSSL), które same stają się czujnikami gazów, a nie jak do tej pory tylko źródłami światła laserowego do zastosowań w układach spektroskopii laserowej, zapewniając miniaturową, monolityczną i kompaktową budowę czujnika.
Detekcja gazu odbywa się we wnętrzu rezonatora laserowego, dzięki czemu koncentracja mierzonego gazu ukryta jest w zmianie generowanej częstotliwości lasera. Takie podejście zapewnia ogromny zakres dynamiczny pomiaru koncentracji gazów, w porównaniu do niektórych technik wykorzystujących bierne, optyczne wnęki rezonansowe.
Dodatkowo w projekcie zaproponowano pionierskie, nigdy niestosowane podejście do zwiększania czułości układów laserowej detekcji gazów, wykorzystując indukcję zjawiska orbitalnego momentu pędu materii, poprzez wytworzenie wirów optycznych w generowanej wiązce laserowej pozostającej w interakcji z mierzonym gazem.
Proponowany temat badawczy pod względem naukowym nie ma odpowiednika wśród obecnie rozwijanych technik laserowej detekcji gazów. Jednocześnie stanowi odpowiedź na rosnące zapotrzebowanie na miniaturowe, ultraczułe detektory gazów do zastosowań w ochronie i monitorowaniu środowiska, eksploracji kosmosu, diagnostyce medycznej, wykrywania wycieków, bezpieczeństwie przemysłowym i kontroli procesów, analizie chemicznej czy badaniach naukowych.
Spodziewane efekty pto realizacja nowatorskich czujników gazu jako monolitycznych, miniaturowych (20 mm długości), lekkich (kilka gramów), bardzo czułych (limit detekcji gazu na poziomie kilka/kilkanaście molekuł na miliard) struktur laserowych o ekstremalnie krótkiej drodze interakcji laser-gaz (kilka mm). Ponadto proponowane laserowe struktury sensorów są nieograniczone zakresem długości fal, na których dokonujemy detekcji, umożliwiając eksplorację zakresu THz, obecnie nieosiągalnego dla prawie wszystkich eksperymentalnych konfiguracji czujników wykorzystujących technikę laserowej spektroskopii gazów.
Serdecznie gratulujemy!
