Nanoszerkezetek

Home Kutatás Nanoszerkezetek

Nanoszerkezetek Osztály

osztályvezető: Tapasztó Levente

az osztály által üzemeltetett tudományos web-oldal (angol nyelven): www.nanotechnology.hu

az osztály által üzemeltetett népszerűsítő jellegű web-oldal (magyar nyelven): www.nanotechnology.hu/magyarul.html

A Nanoszerkezetek Laboratórium fő tevékenysége a kétdimenziós (2D) anyagok kutatása. Tevékenységük magában foglalja a 2D anyagok különböző módszerekkel történő előállítását, atomi szerkezetük pásztázószondás karakterizálását és nanotechnológiai eljárásokkal történő módosítását, valamint a kialakított 2D nanoszerkezetek elektromos és optikai tulajdonságainak vizsgálatát. A több mint tíz éve folytatott grafénkutatáson túl, mára már nagyobb hangsúlyt kap a 2D átmenetifém dikalkogenid kristályok, valamint a topologikus szigetelő kristályok kutatása. A 2D anyagok kutatása mellett, továbbra is aktívan kutatják a biológiai eredetű és bioinspirált fotonikus nanoszerkezeteket. 2019-es eredményeik:

  • Az ERC Starting Grant projekt keretében kimutatták, hogy a 2D átmenetifém kalkogenid kristályok kiváló aktív hordozók lehetnek egyatomos katalizátorok számára. Megmutatták, hogy a kalkogén atomok helyettesítésével, sokkal nagyobb aktív centrum sűrűség érhető el. Feltárták a katalitikus aktivitást befolyásoló főbb tényezőket és ezek alapján egyértelmű trendeket állapítottak meg különböző 2D átmenetifém kalkogenid anyagokba ágyazott egyatomos katalizátorok aktivitására vonatkozóan.
  • A Lendület pályázat keretében alacsony hőmérsékletű pásztázó alagútmikroszkópia és spektroszkópia mérésekkel vizsgálták a topologikus szigetelő Pt2HgSe3 kristályt. Kísérletileg és elméletileg egyaránt kimutatták a topologikus tiltott sávot és a létrejövő él-állapotokat. Kísérletileg igazolták a kristály felső rétegének 2D jellegű viselkedését, amelynek oka a tömbi résztől való elcsatolódás, illetve lehetséges magyarázatot adtak a kristályban megjelenő erős dópolásra. Ezen eredmények együttesen, szilárd bizonyítékát adják, hogy a Pt2HgSe3 kristály, egy szobahőmérsékleten működő, stabil, 2D topologikus szigetelő.
  • A Koreai-Magyar Közös Nanolabor keretében – először adták kétséget kizáró bizonyítékát a mechanikai feszültség hatására végbemenő direkt-indirekt tiltott sáv átalakulásnak 2D MoS2 kristályban, azáltal, hogy megmérték ugyanazon kristály optikai (fotolumineszcencia) és töltés (alagútspektroszkópia) tiltott sáv szélességét.
  • A Graphene Flagship projekt keretében, kimutatták, hogy a grafit hordozót használva megvalósítható a 2D MoSe2 kristályok epitaxiális növesztése CVD módszerrel. Megmutatták, hogy MoSe2 esetében energetikailag a legkedvezőbb állapot, a grafithordozó rácsához viszonyított nulla elforgatási szög. Így kísérletileg egy egyszerű és viszonylag olcsó növesztési módszerrel (CVD) kiváló szerkezeti minőségű 2D MoSe2 kristályok állíthatók elő.
  • STM mérésekkel és elméleti számolásokkal kimutatták, hogyan befolyásolja a mechanikai feszültség egy grafén szuperrács peridiódusát. Elméleti modellt dolgoztak ki, amely segítségével a kísérletileg megmért szuperrácsból, a rétegben meghatározható a mechanikai feszültség eloszlás.
  • Megvizsgálták bizonyos lepkék szárnyainak kék színét adó nanoszerkezetek változatosságát térben és időben. A vizsgált lepkék időben több mint 100 évet, térben, pedig Nyugat-Európától Kelet-Ázsiáig terjedő területeket öleltek fel. Míg időben nagyfokú stabilitást találtak, térben jól elkülönülő változást mutattak ki Európa és Ázsia között.