Fotonika

laborvezető: Dr. Petrik Péter (petrik.peter @ ek.hun-ren.hu, +36 1 3922502)

A Fotonika Laboratórium roncsolásmentes anyagvizsgálati szolgáltatásokat ajánl. Kérjük tekintse meg az ellipszométeres weblapunkat és az igénybe vehető szolgáltatások leírását (PDF)

FOTONIKA (a Photonics Dictionary nyomán) : A foton a fény – vagy az elektromágneses sugárzó energia más formáinak elemi egysége. A fotonok előállításával és tulajdonságaik kiaknázásával foglalkozó eljárások gyűjtőneve a fotonika. Ide tartoznak a fény kibocsátását, továbbítását, átalakítását, erősítését és érzékelését szolgáló eszközök és alkotó elemeik: lézer és egyéb fényforrások, száloptika, elektro-optikai átalakítók és ezek összetett rendszerei. A fotonika alkalmazási területei az energia termelésétől az érzékelésen, telekommunikáción át az információ-feldolgozásig terjednek.

A Fotonika Laboratórium feladatai: felületek és vékonyrétegek kialakítása és roncsolásmentes vizsgálata nagy felületen, fotonikus és összetett szerkezetekben, folyamatkövető módon; optikai és mágneses anyagvizsgálati eljárások fejlesztése az érzékenység növelése és a vizsgálható anyag- és szerkezettípusok kiszélesítése céljából; önszerveződő felületi nanostruktúrák kialakítása és spektroszkópiai vizsgálata; valamint folyadék-szilárd határfelületek folyamatkövető optikai vizsgálata elsősorban fehérjék és összetett biomolekulák kitapadásának megértése és optimalizálása céljából szenzorikai alkalmazásokhoz.

Aktuális kutatási irányok:

1. Kontrollált felületi tulajdonságú optikai nanoanyagok és irányított önszerveződés (többek között a TKP2021-NKTA-05, az OTKA FK-142148, a TKP2021-EGA-04, és az OTKA K146181 projektekhez kapcsolódik). Lokalizált plazmonrezonanciát mutató nanorészecskék segítségével a felületi ligandumcsere folyamatának tanulmányozása, illetve különleges felületi tulajdonságú nanorészecskék előállítása. Plazmonikus nanorészecskék régio-szelektív felületmódosítása molekulákkal, fémekkel, félvezető anyagokkal – a részecske szerkezet ill. felületi tulajdonság kolloid kölcsönhatások által irányított önszerveződésre kifejtett hatásának, valamint optikai tulajdonságaiknak vizsgálata
2. Többkomponensű félvezető és fém nanorészecskék és makrostruktúráik katalitikus és optikai, valamint elektrokémiai alkalmazásokhoz (többek között a TKP2021-NKTA-05 és az OTKA FK-142148 projektekhez kapcsolódik) Porózus nanorészecskés építőkövek, valamint makrostruktúrák előállítása többkomponensű nanorészecskés rendszerekből. A kutatás célja olyan félvezető/fém többkomponensű nanorészecskék előállítása és porózus makrostruktúrákba rendezése, melyekben fény hatására a félvezetőben keltett töltéshordozók hatékonyan szeparálhatóak, így kémiai átalakulásokat katalizálhatnak. Hierarchikus porozitással rendelkező többfémes nanorészecskék kontrollált szintézise és alkalmazása heterogén katailizátorként és elektrokémiailag aktív elektródaként
3. Felületek és határfelületi folyamatok vizsgálata optikai módszerekkel (többek között a TKP2021-EGA-04, az OTKA K146181, H2020-POLight, ELKH-PoC-2022 projektekhez kapcsolódik) Mérőberendezések és nanoszerkezetű anyagok fejlesztése felületek és határfelületek optikai vizsgálatához a nedvesítőképesség, katalitikus és elektrokémiai tulajdonságok és a felületi topográfia feltárása céljából.
4. Mágneses anyagvizsgálati módszerek szerkezeti anyagok minősítésére (többek között az EERA JPNM HORIZON-EURATOM-2023-NRT-01 felhívás nyertes projektjéhez [CONNECT-NM] kötődik) Mágneses módszerek érzékenységének javítása és alkalmazási körének kiszélesítése. A feladat a TRL7 szintnek megfelelő gépi-tanulásos kiértékeléssel támogatott kombinált anyagvizsgálati mérési eljárás és mérőfej létrehozása. Ezen felül az összetett mágneses vizsgálati eljárás alkalmazhatóságának kutatása az anyag belső szerkezeti elváltozásain korábban ilyen módszerekkel nem megvalósítható kimutatására.

Futó projektjeink:

• Többkomponensű funkcionális nanostruktúrák OTKA FK 142148 (2022.10.01-2026.09.30)
• Vékonyrétegek integritásának ellenőrzése kapilláris szonda módszerrel OTKA FK 128901 (2018.11.01-2024.05.31)
• Új félvezető anyagok TKP2021-NKTA-05 (2022.01.01-2025.12.31 a Vékonyréteg-fizika és Nanoszerkezetek Laborokkal közösen)
• Innovatív bioérzékelési módszerek egészségügyi alkalmazásokhoz (INBIOM) TKP2021-EGA-04  (2022.01.01-2025.12.31,a Nanobioszenzorika és Mikrorendszerek Laborokkal közösen)
• EMPIR project 20FUN02 POLight (2021.09.01-2024.08.31)
• Vékonyrétegek bioszenzorokhoz (román bilat) NKM2023-17/2023 (2023.01.01-2025.12.31)
• Mikroszkópikus képalkotó multikolor ellipszométer divergens fénynyalábbal ELKH-PoC-2022-025 (2022.09.01-2024.08.31)
• “Hálózat létrehozása porózus félvezetőkön és oxidokon alapuló   technológiák fejlesztésére és gyakorlati alkalmazására / Network for research, innovation and product development on porous semiconductors and oxides COST OC-2020-1-24842 (NETPORE)

Az elmúlt 5 év  legfontosabb publikációi:

• D. Zámbó, D. Kovács, György Z. Radnóczi, Z.E. Horváth, A. Sulyok, I. Tolnai, A. Deák, Structural Control Enables Catalytic and Electrocatalytic Activity of Porous Tetrametallic Nanorods, Small (2024) 2400421. https://doi.org/10.1002/smll.202400421.
• Zámbó, D.; Rusch, P.; Lübkemann, F.; Bigall, N.C. Noble Metal Nanorod Cryoaerogels with Electrochemically Active Surface Sites. ACS Applied Materials and Interfaces 13 (2021) 57774 https://doi.org/10.1021/acsami.1c16424
• Graf, R. T.; Schlosser, A.; Zámbó, D., Schlenkrich, J.; Rosebrock, M.; Rusch, P.; Chatterjee, A.; Pfnür, H.; Bigall, N. C. Interparticle Distance Variation in Semiconductor Nanoplatelet Stacks. Advanced Functional Materials 32 (2022) 2112621 https://doi.org/10.1002/adfm.202112621
• J. Budai, Z. Pápa, P. Petrik, P. Dombi, Ultrasensitive probing of plasmonic hot electron occupancies, Nat Commun 13 (2022) 6695 https://doi.org/10.1038/s41467-022-34554-5.
• B. Kalas, Z. Zolnai, G. Sáfrán, M. Serényi, E. Agocs, T. Lohner, A. Nemeth, N.Q. Khánh, M. Fried, P. Petrik, Micro-combinatorial sampling of the optical properties of hydrogenated amorphous Si1-xGex for the entire range of compositions towards a database for optoelectronics, Scientific Reports. 10 (2020) 19266 https://doi.org/10.1038/s41598-020-74881-5