Działalność naukowa Katedry Fizyki


Badania naukowe w Katedrze Fizyki obejmują różne dziedziny fizyki teoretycznej i eksperymentalnej, głównie z zakresu fizyki ciała stałego.

Znaczna część tych badań dotyczy magnetyzmu i materiałów magnetycznych.

Badania eksperymentalne prowadzone są w Laboratorium Badań Magnetyków.


Główne kierunki działalności naukowo-badawczej Katedry Fizyki:


Dziedziny i dyscypliny badań:

  • nauki fizyczne (fizyka),
  • nauki techniczne (inżynieria materiałowa, inżynieria środowiska).

Główne zagadnienia - fizyka fazy skondensowanej, w tym:

  • materiały magnetyczne (krystaliczne, amorficzne i nanokrystaliczne),
  • cienkie warstwy i nanostruktury,
  • ciekłe kryształy,
  • fizyka polimerów,
  • wpływ stanu powierzchni na własności tribologiczne,
  • defektoskopia magnetyczna,
  • spektroskopia mössbauerowskq próbek środowiskowych,
  • zastosowania fizyki w biologii, medycynie i astrofizyce.

Prace badawcze prowadzone w latach 20013-2017

w ramach działalności statutowej:

  • praca naukowo-badawcza 3035/25/P "Struktura atomowa, właściwości magnetyczne i mechaniczne nieuporządkowanych materiałów na bazie żelaza", 2013 - 2017, kierownik K. Brzózka,
  • praca naukowo-badawcza 2984/25/P "Badanie własności fizycznych ciekłych kryształów", 2013 - 2017, kierownik E. Miszczyk,
  • praca naukowo-badawcza 3033/25/P "Właściwości fizyczne i spektroskopia mössbauerowska nanomateriałów magnetycznych, magnesów stałych i pyłów środowiskowych", 2013, kierownik T. Szumiata,
  • praca naukowo-badawcza 3114/25/P "Spektroskopia mössbauerowska i właściwości fizyczne nanomateriałów magnetycznych i magnetostrykcyjnych, magnesów stałych, materiałów multiferroicznych oraz popiołów przemysłowych", 2014, kierownik T. Szumiata,
  • praca naukowo-badawcza 3196/25/P "Przewidywanie własności fizycznych i reologicznych deformowanych układów polimerowo-ciekłokrystalicznych", 2015 - 2017, kierownik J. Walasek,
  • praca naukowo-badawcza 3179/25/P "Spektroskopia mössbauerowska i właściwości fizyczne nanomateriałów magnetycznych i magnetostrykcyjnych, magnesów stałych, materiałów multiferroicznych oraz popiołów przemysłowych", 2015, kierownik T. Szumiata,
  • praca naukowo-badawcza 3179/25/P "Badania mössbauerowskie, magnetyczne i strukturalne nanomateriałów magnetycznych i magnetostrykcyjnych, magnesów stałych, multiferroików, materiałów magnetoorganicznych oraz próbek środowiskowych", 2016 - 2017, kierownik T. Szumiata,

Udział Katedry Fizyki w grantach:

  • 1. Program Badań Stosowanych ścieżka A, nr umowy: PBS2/A2/16/2013 pt.: "Opracowanie innowacyjnej metody wykorzystującej zjawisko MRJ oraz jej zastosowanie do estymacji parametrów petrofizycznych skał łupkowych, terygenicznych i węglanowych z formacji naftowej Polski", wykonawca podtematu: "Estymacja podatności magnetycznej materiałów do Fantomów Geologicznych (FG)". 01.11.2013-31.10.2016 - dr Emilia Miszczyk,
  • 2. ID: 356603 Nr rej.: 2016/23/B/ST10/02814

    Typ: Wniosek o finansowanie projektu badawczego z zakresu badań podstawowych - OPUS

    Tytuł: Zróżnicowanie technogenicznych cząstek magnetycznych w środowisku glebowym w zależności od źródeł emisji i ich rola w transporcie potencjalnie toksycznych pierwiastków

    Kierownik: dr hab. Tadeusz Magiera (Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk)

    Konsorcjum: Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk + Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk + Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu - dr hab. Tadeusz Szumiata

Charakterystyka bazy badawczej


Laboratorium Badań Magnetyków Katedry Fizyki. Stanowiska badawcze.

Zintegrowany układ do badań własności magnetycznych materiałów.

Układ składa się z następujących stanowisk pomiarowych:

  • 1. Transmisyjny Spektrometr Mössbauerowski
  • Umożliwia wykonywanie badań materiałów krystalicznych, amorficznych, i nanokrystalicznych zawierających żelazo, w formie proszków lub folii o grubości 2÷60 µm.

    Charakterystyka: - źródło promieniowania - 57Co(Rh), - liczba torów pomiarowych - 2, - elementy elektroniczne – system POLON + wielokanałowy analizator amplitudy - system pieców próżniowych oraz kriostat azotowy, umożliwiające pomiary w zakresie temperatury 100K ÷ 1100K, - stabilizacja ustalonej temperatury: 0.1K/24h, - pole magnetyczne - do 1T, - możliwość konfiguracji pionowej lub poziomej, - detektory promieniowania – liczniki proporcjonalne, - pomiary: w powietrzu, w próżni, w argonie, - elektromagnes z wymiennymi nabiegunnikami, umożliwia pomiary mössbauerowskie w polu magnetycznym prostopadłym do kierunku biegu promieni gamma.

    Stanowisko wyposażone jest w system komputerowego zbierania danych oraz zabezpieczenia na wypadek awarii zasilania elektrycznego lub wody.

  • 2. Układ (spektrometr) do badań metodą CEMS (Conversion Electron Mössbauer Spectroscopy)
  • Umożliwia badania mössbauerowskie cienkich warstw oraz powierzchni materiałów litych zawierających żelazo.

    Wykorzystuje przepływowy licznik elektronów konwersji Rikon-5 firmy Wissel zasilany mieszanką gazową He+CH4.

  • 3. Magnetometr z przemiennym polem
  • Stanowisko służy do badań właściwości materiałów magnetycznych (miękkich i twardych magnetycznie). Składa się z: - głowicy magnetometru wraz z oprzyrządowaniem, - układu pozycjonującego głowicę, - elektromagnesu z wymiennymi nabiegunnikami, - zasilacza elektromagnesu, - aparatury elektronicznej kontrolno-pomiarowej.

  • 4. Spektrometr MOKE (Magneto-optical Kerr Effect)
  • Stanowisko wykorzystywane jest do pomiarów krzywych magnesowania (pętli histerezy) materiałów litych z wypolerowaną powierzchnią oraz cienkich warstw magnetycznych.

    W skład stanowiska pomiarowego wchodzą następujące elementy: laser, polaryzator, płytka ćwierćfalowa, pryzmat Wollastona, dwudiodowy detektor i wzmacniacz różnicowy, cewki elektromagnesu bezrdzeniowego i miernik indukcji pola magnetycznego oraz oscyloskop. Cewka zasilana jest napięciem sieciowym (50Hz) regulowanym przy użyciu autotransformatora.

  • 5. Magnetometr hallotronowy DC
  • Składa się z laboratoryjnego miernika pola magnetycznego z czujnikiem hallotronowym. Miernik umożliwia precyzyjny cyfrowy odczyt wyników i służy zarówno do pomiarów indukcji zewnętrznego pola magnetycznego jak i zmian pola spowodowanych namagnesowaniem. próbki.

  • 6. Indukcyjny magnetometr różnicowy (konstrukcja własna).
  • Układ o dużej czułości. Umożliwia pomiar zmian namagnesowania taśm o długości rzędu 1cm, szerokości rzędu 1mm, grubości rzędu 20µm - w niewielkich polach magnetycznych (amplituda indukcji magnetycznej poniżej 1mT).

Stanowisko badawcze Magnetometr MOKE jest wykorzystywane do dydaktyki.

Wykorzystuje się je przy udoskonalaniu badawczego układu magnetooptycznego w ramach pracy inżynierskiej na kierunku Mechanika i Budowa Maszyn.


Współpraca z jednostkami naukowymi zagranicznymi i krajowymi


Katedra współpracuje z wieloma ośrodkami naukowymi w kraju i zagranicą.

Część pracowników odbyła staże naukowe w ośrodkach badawczych w Europie, Stanach Zjednoczonych oraz Australii.


Długoletnia współpraca prowadzona jest z następującymi ośrodkami:

  • Uniwersytet im. Safarika w Koszycach, Wydział Przyrodniczy, Katedra Fizyki Ciała Stałego, współpraca w zakresie badań stopów amorficznych i nanokrystalicznych na bazie żelaza; wieloletnia umowa o współpracy.
  • Uniwersytet w Sheffield w Wielkiej Brytanii, Wydział Inżynierii Materiałowej, współpraca w zakresie sputteringowej technologii wytwarzania oraz badania właściwości magnetycznych, magnetooptycznych, magnetostrykcyjnych i magnetotransportowych cienkich warstw metalicznych.
  • Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, współpraca w zakresie badań magnetycznych i strukturalnych efektów rozmiarowych w materiałach nanokrystalicznych.
  • Instytut Fizyki PAN w Warszawie, współpraca w zakresie badań teoretycznych i doświadczalnych magnetostrykcji powierzchniowej cienkich warstw i układów nanocząstkowych oraz półprzewodników półmagnetycznych zawierających żelazo.
  • Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki, współpraca w zakresie badań niekolinearnych magnetyków tlenkowych (dyfrakcja neutronów, dyfrakcja synchrotronowego promieniowania X).
  • Wojskowa Akademia Techniczna, współpraca w zakresie badań ciekłych kryształów.


© Copyright 2018, Katedra Fizyki UTH