Profil badawczy

6Obszary działalności grupy badawczej Materiały Metaliczne, Półprzewodnikowe i Nanoinżynieria koncentrują się wokół syntezy i fizykochemii nanostruktur metalicznych i półprzewodnikowych do zastosowań w elektrochemii, analityce, przetwarzaniu informacji oraz ochronie dzieł sztuki i pokrywają kilka dziedzin naukowych z zakresu chemii organicznej, chemii fizycznej i chemii biologicznej. Ponadto zespół prowadzi badania w zakresie konstrukcji optoelektronicznych urządzeń neuromimetycznych, teorii informacji, a także nowych metod przetwarzania sygnałów akustycznych. Nasze nanomateriały są badane przede wszystkim pod kątem mechanizmów generacji nośników ładunku, zjawisk transportu nośników oraz zjawisk perkolacji, procesów rekombinacji oraz pułapkowania nośników, a także zjawisk emergentnych będących skutkiem samoorganizacji zarówno małych cząsteczek, jak i makrocząsteczek na powierzchniach półprzewodnikowych. Do głównych technik pomiarowych należą: impulsowa spektroskopia fotoprądu oraz impulsowa spektroskopia fotonapięcia (obie techniki powstały i są rozwijane w ramach zespołu), spektroskopia fotomodulacyjna, emisyjna, absorpcyjna i rozproszeniowa spektroskopia elektronowa oraz szereg metod elektrochemicznych, a także dyfraktometria rentgenowska i mikroskopia elektronowa. Do syntezy nanomateriałów wykorzystujemy elektroosadzanie, metody zol-żel oraz metody solwotermalne.

 

Jednym z głównych obszarów działalności naszej grupy badawczej jest elektrochemiczna synteza materiałów, pomiary aktywności katalitycznej w procesach generowanych przepływem prądu elektrycznego, pomiary właściwości korozyjnych materiałów oraz określanie i optymalizacja warunków prądowo-napięciowych umożliwiających galwaniczne nanoszenie powłok metalicznych, stopowych oraz kompozytowych. W obszarze zainteresowań członków zespołu znajduje się również analiza kinetyki oraz mechanizmu reakcji elektrodowych. Członkowie grupy posiadają duże doświadczenie w prowadzeniu badań woltamperometrycznych, spektroelektrochemicznych, elektrograwimetrycznych oraz korozyjnych. Podsiadamy zaawansowaną aparaturę badawczą umożliwiającą kompleksową charakterystykę otrzymywanych materiałów w kontekście ich potencjalnych zastosowań pod względem właściwości półprzewodnikowych, korozyjnych oraz elektrokatalitycznych.

Kompetencje

  • Metodyka syntezy nanocząstek i nanokompozytów.
  • Charakterystyka nowych materiałów i związków metodami spektroskopowymi.
  • Pomiary kinetyki procesów elektrochemicznych i fotoelektrochemicznych.
  • Pomiar pracy wyjścia oraz spektroskopia fotonapięcia powierzchniowego.
  • Analiza sygnałów elektrycznych w szerokim zakresie częstotliwości 1 mHz – 40 GHz.
  • Kinetyka korozji metali i stopów.
  • Optymalizacja warunków prądowo-napięciowych procesów galwanicznego nanoszenia powłok funkcjonalnych.
  • Pomiary aktywności elektrokatalitycznej materiałów.

Kierownik

prof. dr. hab. Konrad Szaciłowski

Członkowie

dr Magdalena Bisztyga-Szklarz
dr Sylwia Klejna
dr Tomasz Mazur
dr inż. Krzysztof Mech
dr inż. Kacper Pilarczyk
dr Agnieszka Podborska
dr Ewelina Wlaźlak

mgr Michał Kawa
mgr inż. Maria Lis
mgr inż. Dawid Przyczyna
mgr inż. Maciej Suchecki
mgr Piotr Zawal

Laboratoria

Lista publikacji

2020

  1. Halogen-containing semiconductors: From artificial photosynthesis tounconventional computing, S. Klejna (I), T. Mazur(I), E. Wlaźlak(I), P. Zawal, Han Sen Soo, K. Szaciłowski(I) Coordination Chemistry Reviews 415, 213316 (2020), tekst: https://doi.org/10.1016/j.ccr.2020.213316
  2. Towards synthetic neural networks: can artificial electrochemical neurons be coupled with artificial memristive synapses?,  E. Wlaźlak (I), D. Przyczyna(I), R. Gutierrez, G. Cuniberti, K. Szaciłowski(I) Jpn. J. Appl. Phys.59 SI0801 (2020) tekst: https://doi.org/10.35848/1347-4065/ab7e11
  3. Brief Insights into Cu2O Electrodeposition: Detailed Progressive Voltammetric and Electrogravimetric Analysis of a Copper Lactate System K. Mech (I), M. Bisztyga-Szklarz(I), K. Szaciłowski(I) Journal of The Electrochemical Society 167, 042504 (2020) tekst: https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab7a83
  4. MHD supported electroreduction of formate nickel complexes with simultaneous incorporation of TiO2 particles K. Mech(I) Arch. Metall. Mater. 65, 1, 219-227 (2020) tekst: https://doi.org/10.24425/amm.2019.131118
  5. Liquid metal droplet solves maze A. Adamatzky, A. Chiolerio and K. Szaciłowski (I) Soft Matter 16, 1455 (2020) tekst: https://doi.org/10.1039/c9sm01806a
  6. Light intensity-induced photocurrent switching effect A. Podborska, M. Suchecki, K. Mech, M. Marzec (VIMMS), K. Pilarczyk, K. Szaciłowski Nature Communications 11, 854 (2020) tekst: https://doi.org/10.1038/s41467-020-14675-5
  7. In-materio neuromimetic devices: dynamics, information processing and pattern recognition, D. Przyczyna, P. Zawal, T. Mazur, M. Strzelecki, P. Luigi Gentili, and K. Szaciłowski, Japanese Journal of Applied Physics 59, 050504 (2020), tekst: https://doi.org/10.35848/1347-4065/ab82b0 
  8. Enhanced ion binding by the benzocrown receptor and a carbonyl of the aminonaphthalimide fluorophore in water-soluble logic gates, A. Diacono, M. C. Aquilina, A. Calleja, G. Agius, G. Gauci, K. Szaciłowski, D. C. Magri , Organic and Biomolecular Chemistry 18, 4773 (2020) , tekst: https://doi.org/10.1039/d0ob00059k
  9. Structure and mechanistic relevance of Ni2+–NO adduct in model HC SCR reaction over NiZSM-5 catalyst - insights from standard and correlation EPR and IR spectroscopic studies corroborated by molecular modeling, P. Pietrzyk, K. Góra-Marek, T. Mazur, B. Mozgawa, M. Radoń, M. Chiesac, Z. Zhao, Z. Sojka, Journal of Catalysis, published online (2020) , tekst: https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.07.018
  10. On the influence of magnetic field on electrodeposition of Ni–TiO2 composites from a citrate baths , K. Mech, M. Gajewska, M. Marzec, K. Szaciłowski , Materials Chemistry and Physics 255, 123550 (2020) , tekst: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.123550

2019

  1. Fluorimetric naphthalimide-based polymer logic beads responsive to acidity and oxidisability, M. V. Refalo, N. V. Farrugia, A. D. Johnson, S. Klejna(I), K. Szaciłowski(I), D. C. Magri, Journal of Materials Chemistry C 7, 15225 (2019), tekst: https://doi.org/10.1039/c9tc05545b
  2. Structural and electronic properties of multifunctional carbon composites of organometal halide perovskite, Sylwia Klejna(I), J. Mater. Chem. A 7, 25020-25031 (2019), tekst: https://doi.org/10.1039/C9TA06517B
  3. Reservoir Computing for Sensing – an Experimental Approach, D. Przyczyna, S. Pecqueur, D. Vuillaume, K. Szaciłowski(I), Int. Journ. of Unconventional Computing 14, 267–284 (2019)
  4. Electrodeposition of Composite Ni-TiO2 Coatings from Aqueous Acetate Baths, K. Mech(I), Metallurgical and Materials Transactions A 50, 4275–4287 (2019), tekst: https://doi.org/10.1007/s11661-019-05325-7
  5. A novel magnetoelectrochemical method of synthesis of photoactive Ni-TiO2 coatings from glycinate electrolytes, K. Mech(I), Materials and Design 182, 108055 (2019), tekst: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108055
  6. Memristor in a Reservoir System - Experimental Evidence for High-Level Computing and Neuromorphic Behavior of PbI2, E. Wlaźlak(I), M. Marzec(VIMMS), P. Zawal(I), and K. Szaciłowski(I), ACS Appl. Mater. Interfaces 11, 17009−17018 (2019), tekst: https://doi.org/10.1021/acsami.9b01841 
  7. Supramolecular Complexes of Graphene Oxide with Porphyrins: An Interplay between Electronic and Magnetic Properties, Kornelia Lewandowska, Natalia Rosiak, Andrzej Bogucki, Judyta Cielecka-Piontek, Mikołaj Mizera, Waldemar Bednarski, Maciej Suchecki, Konrad Szaciłowski(I), Molecules 24, 688 (2019)
    tekst: https://doi.org/10.3390/molecules24040688
  8. Synaptic plasticity, metaplasticity and memory effects in hybrid organic–inorganic bismuth-based materials, Tomasz Mazur(I), Piotr Zawal(I), Konrad Szaciłowski(I), Nanoscale 11, 1080-1090 (2019), tekst: https://doi.org/10.1039/c8nr09413f 

2018

  1. Triiodide Organic Salts: Photoelectrochemistry at the Border between Insulators and Semiconductors, E. Wlaźlak(I), J. Kalinowska-Tłuścik, W. Nitek, S. Klejna(I), K. Mech(I), W. Macyk, and K. Szaciłowski(I), ChemElectroChem 5, 3486 (2018), tekst: https://doi.org/10.1002/celc.201800975
  2. Heavy pnictogen chalcohalides: the synthesis, structure and properties of these rediscovered semiconductors, E Wlaźlak(I), A. Blachecki, M. Bisztyga-Szklarz(I), S. Klejna(I), T. Mazur(I), K. Mech(I), K. Pilarczyk(I), D. Przyczyna(I), M. Suchecki(I), P. Zawal(I), and K. Szaciłowski(I)
    Chem. Commun. 54,12133 (2018), tekst: https://doi.org/10.1039/c8cc05149f
  3. Molecular engineering of logic gate types by module rearrangement in ‘Pourbaix Sensors’: the effect of excited-state electric fields, J. C. Spiteri, S. A. Denisov, G. Jonusauskas, S. Klejna(I), K. Szaciłowski(I), N. D. McClenaghan and D. C. Magri, Organic Biomolecular Chemistry 16, 6195 (2018), tekst: https://doi.org/10.1039/c8ob00485d
  4. Corrosion studies of Li, Na and Si doped Zn-Al alloy immersed in NaCl solutions, T. Gancarza, K. Mech(I), J. Guśpiel, and K. Berent(MEIBS), Journal of Alloys and Compounds 767, 1225-1237 (2018), tekst: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.07.109
  5. Molecules, semiconductors, light and information: Towards future sensing and computing paradigms, Kacper Pilarczyk(I), Ewelina Wlaźlak(I), Dawid Przyczyna, Andrzej Blachecki, Agnieszka Podborska(I), Vasileios Anathasiou, Zoran Konkoli, Konrad Szaciłowski(I), Coordination Chemistry Reviews 365, 23-40 (2018), tekst: https://doi.org/10.1016/j.ccr.2018.03.018
  6. Palladium(II) Chloride Complex Ion Recovery from Aqueous Solutions Using Adsorption on Activated Carbon, Marek Wojnicki, Robert P. Socha, Zbigniew Pędzich, Krzysztof Mech(I), Tomasz Tokarski(III), and Krzysztof Fitzner, J. Chem. Eng. Data 63 (3), 702–711 (2018), tekst: https://doi.org/10.1021/acs.jced.7b00885
  7. Spectroelectrochemical analysis of TiO2 electronic states – Implications for the photocatalytic activity of anatase and rutile, Marcin Kobielusz, Kacper Pilarczyk(I), Elżbieta Świętek, Konrad Szaciłowski(I), Wojciech Macyk, Catalysis Today 309, 35-42 (2018), tekst: https://doi.org/10.1016/j.cattod.2017.11.013