Narodowe Centrum Nauki
Badanie własności strukturalnych i dynamicznych układów silnie skorelowanych i nanostruktur metali przejściowych.
Numer projektu: 2017/25/B/ST3/02586
Kierownik: dr hab. Przemysław Piekarz
Czas: 2018 - 2020
Zadania:
- Zbadanie wpływu uporządkowania ładunkowo-orbitalnego na dynamikę sieci w magnetycie
- Zbadanie własności elektronowych i sieciowych w nadprzewodnikach żelazowych
- Zbadanie dynamiki sieci i własności elektronowych nanostruktur Fe-Si
Współpraca:
- European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, France
- Karlsruhe Institute of Technology, Institute for Synchrotron Radiation, Germany
- Laboratory for Ultrafast Microscopy and Electron Scattering and the Lausanne Centre for Ultrafast Science, Ecole
Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland
- IT4Innovations, VSB-Technical University of Ostrava, Czech Republic
Cel projektu:
Celem nadrzędnym obecnego projektu jest zbadanie podstawowych zależności między strukturą krystaliczną
a własnościami elektronowymi i dynamiką sieci w wybranych związkach oraz układach nanostrukturalnych
zawierających metale przejściowe. Zastosowanie nowoczesnych metod obliczeniowych z pierwszych zasad
umożliwi rozwiązanie dobrze zdefiniowanych i dotychczas niewyjaśnionych problemów badawczych. W
ramach planowanego projektu wykonane zostaną obliczenia z pierwszych zasad struktury krystalicznej i
elektronowej magnetytu (Fe3O4) w fazie jednoskośnej, która występuje w temperaturach poniżej przejścia
Verweya. Dla zoptymalizowanej struktury wyznaczone zostaną fononowe relacje dyspersji i gęstości stanów,
co pozwoli zbadać własności dynamiczne sieci i zweryfikować hipotezę o silnym oddziaływaniu
elektron-fonon w niskotemperaturowej fazie magnetytu. Otrzymane wyniki teoretyczne zostaną użyte do interpretacji
ultraszybkich pomiarów optycznych typu "pump-probe" wykonanych przez współpracującą z nami grupę z
Politechniki w Lozannie (EPFL). Celem obliczeń dla nadprzewodników na bazie żelaza jest zbadanie
własności strukturalnych, elektronowych i fononowych tych materiałów w funkcji ciśnienia i
domieszkowania. Wyznaczona struktura pasmowa pozwoli na wyprowadzenie modeli typu ciasnego
wiązania w reprezentacji funkcji Waniera i wyliczenie podatności par Coopera. Umożliwi to zweryfikowanie
hipotezy dotyczącej występowania niekonwencjonalnego nadprzewodnictwa typu FFLO oraz zbadanie
przejścia Lifszyca indukowanego ciśnieniem zewnętrznym. Dodatkowo zbadany zostanie wpływ
zredukowanej wymiarowości na własności nadprzewodzące w cienkich warstwach FeSe. Kolejnym
zadaniem będzie zbadanie własności strukturalnych, magnetycznych i dynamicznych nanostruktur Fe-Si.
Wyniki otrzymane metodami obliczeniowymi pozwolą wyznaczyć podstawowe wielkości termo-elastyczne
tych materiałów i zinterpretować pomiary parcjalnej fononowej gęstości stanów żelaza.
Publikacje:
A. Ptok, K. Domieracki, K. J. Kapcia, J. Łażewski, P. T. Jochym, M. Sternik, P. Piekarz, and D. Kaczorowski, Electronic and lattice properties of non-centrosymmetric superconductors ThTSi (T = Co, Ir, Ni, and Pt), Phys. Rev. B 100, 16513 (2019)
R. Pradip, P. Piekarz, D. G. Merkel, J. Kalt, O. Waller, A. I. Chumakov, R. Rüffer, A. M. Oleś, K. Parlinski, T. Baumbachab and S. Stankov, Phonon confinement and spin-phonon coupling in tensile-strained ultrathin EuO films , Nanoscale 11, 10968 (2019)
G. Gruzeł, P. Piekarz. M. Pawlyta, M. Donten, M. Parlinska-Wojtan, Preparation of Pt-skin PtRhNi Nanoframes Decorated with Small SnO2 Nanoparticles as an Efficient Catalyst for Ethanol Oxidation Reaction, ACS Appl. Mater. Interfaces 11, 22352 (2019)
A. Ptok, M. Sternik, K. J. Kapcia, and P. Piekarz, Structural, electronic, and dynamical properties of the tetragonal and collapsed tetragonal phases of KFe2As2, Phys. Rev. B 99, 134103 (2019)
O. Sikora, J. Kalt, M. Sternik, A. Ptok, P. T. Jochym, J. Łażewski, K. Parlinski, P. Piekarz, I. Sergueev, H.-C. Wille, J. Herfort, B. Jenichen, T. Baumbach, and S. Stankov, Ab initio and nuclear inelastic scattering studies of Fe3Si/GaAs heterostructures, Phys. Rev. B 99, 134303 (2019)
A. Kobiałka and A. Ptok, Leakage of the Majorana quasiparticles in Rashba nanowire deposited on superconducting-normal substrate, Acta Physica Polonica A 135, 64 (2019)
Sz. Głodzik and A. Ptok, Bound states induced by the ferromagnetic dimer in a triangular lattice, Acta Physica Polonica A 135, 60 (2019)
A. Ptok, Lifshitz transitions induced by magnetic field, A. Ptok, Acta Physica Polonica A 135, 55 (2019)
A. Ptok, A. Cichy and T. Domański, Quantum engineering of Majorana quasiparticles in one-dimensional optical lattices, J. Phys.: Condens. Matter 30, 355602 (2018)
J. Kalt, M. Sternik, I. Sergueev, J. Herfort, B. Jenichen, H.-C. Wille, O. Sikora, P. Piekarz, K. Parlinski, T. Baumbach, and S. Stankov, Lattice dynamics of epitaxial strain-free interfaces, Phys. Rev. B 98, 121409(R) (2018)
Sz. Głodzik, A. Kobiałka, A. Gorczyca-Goraj, A. Ptok, G. Górski, M. M. Maśka, and T. Domański, Interplay between pairing and correlations in nanoscopic superconductors, Beilstein J. Nanotechnol. 9, 1370 (2018)
M. Sternik and U. D. Wdowik, Probing the impact of magnetic interactions on the lattice dynamics of two-dimensional Ti2X (X = C, N) MXenes, Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 7754 (2018)
A. Champagne, F. Bourdarot, P. Bourges, P. Piekarz, D. Pinek, I. Gélard, J.-C. Charlier, and T. Ouisse, Phonon dispersion curves in Cr2AlC single-crystals, Mat. Res. Lett. 6, 378 (2018)
P. Piekarz, P. Wiśniewski and M. Derzsi, Structural and electronic properties of Fe monolayer on BaTiO3(001), J. Phys.: Condens. Matter 30, 365402 (2018)
Seminaria/Prezentacje konferencyjne:
P. Piekarz, "Dynamika sieci w nanostrukturach - obliczenia ab initio i pomiary synchrotronowe", Uniwersytet Marii Skłodowskiej Curie, Lublin, 30.01.2018
P. Piekarz, "Dynamika sieci w układach niskowymiarowych", Uniwersytet Jagielloński, Kraków, 16.04.2018
P. Piekarz, "Influence of the Verwey Transition on Lattice Dynamics in Magnetite", Exotic Interactions in Quantum Correlated Materials, Kraków, 10-14.06 2018
P. Piekarz, "Structural, electronic, and superconducting properties of the tetragonal and collapsed tetragonal phases of KFe2As2", Fundamental Aspects of Superconductivity, 3rd International Conference on Superconductivity and Magnetism in Selected Systems, Zakopane, 16-21.09 2018
A. Ptok, "Physical properties of KFe2As2 in tetragonal and collapsed tetragonal phase", II Symposium of Computational ab initio Method, Kraków 2018, Poland
A. Ptok, "Magnetic Lifshitz transition", VI International Conference on Superconductivity and Magnetism (ICSM2018), Antalya 2018, Turkey
P. Piekarz, "DFT studies of noncentrosymmetric superconductors", XIX Krajowa Konferencja Nadprzewodnikowa, Bronisławów, 6-11.10.2019
Eksperymenty:
"Lattice dynamics of semiconducting beta-phase FeSi2 nanoislands and nanowires", MA-4437, The European Synchrotron (ESRF) - ID18, Grenoble, 5-9.09 2018.
