Obszar badawczy

Badania eksperymentalne i symulacyjne właściwości magnetycznych, transportowych i mechanicznych oraz struktury wybranych materiałów funkcyjnych i metamateriałów mechanicznych.

Cele badawcze

• Badania teoretyczne:
  Poszukiwanie, opis i wyjaśnianie zjawisk niezgodnych z intuicją, a w szczególności badanie modeli i materiałów o właściwościach anomalnych (np. o ujemnym współczynniku Poissona, ujemnej rozszerzalności termicznej, czy – lokalnie lub kierunkowo - ujemnej podatności mechanicznej) lub ekstremalnych (np. zawierających niestabilne inkluzje). Badanie wpływu różnych czynników mikroskopowych na właściwości makroskopowe układów. Identyfikacja zjawisk i mechanizmów odpowiedzialnych za specyficzne właściwości materii, możliwe do wykorzystania w praktyce przy tworzeniu nowych materiałów o specjalnych właściwościach.

• Badania doświadczalne:
  Oprócz badania typowych układów fizycznych (multiferroiki, ferromagnetyki, związki międzymetaliczne, kwazikryształy, szkła metaliczne, domieszkowane ferroelektryki, relaksory i przewodniki superjonowe) pracownicy Zakładu prowadzą szeroką, interdyscyplinarną współpracę z naukowcami z innych dziedzin badawczych: chemia, biologia, farmacja i medycyna. Celem badań jest między innymi detekcja i określenie rodzajów paramagnetycznych defektów radiacyjnych oraz wolnych rodników generowanych przez czynniki stresogenne w materii ożywionej.

Profil badawczy

Prowadzone badania dotyczą mikro- i makroskopowych modeli układów złożonych pod kątem ich wyjątkowych właściwości fizycznych: strukturalnych, termodynamicznych oraz dynamicznych. Szczególnie intensywnie badane są tzw. auksetyki, czyli układy wykazujące anomalny (ujemny) współczynnik Poissona oraz materiały z niestabilnymi inkluzjami, układy wykazujące ujemną rozszerzalność termiczną i układy magneto-elastyczne. Oprócz metod teoretycznych, w zakładzie wykorzystuje się szeroki wachlarz metod symulacji komputerowych i technik numerycznych: dynamikę molekularną, Monte-Carlo, metody siatkowe (metodę elementów skończonych) i bezsiatkowe (metodę rozwiązań fundamentalnych).

Problematyka naukowa w części doświadczalnej koncentruje się na badaniu własności magnetycznych i elektrycznych oraz poznawaniu mechanizmów prowadzących do przemian fazowych w ciałach stałych. Głównymi metodami badawczymi są elektronowy rezonans magnetyczny (elektronowy rezonans paramagnetyczny, podwójny rezonans elektronowo-jądrowy, rezonans ferromagnetyczny) oraz spektroskopia impedancyjna.