Instytut Fizyki Politechniki Łódzkiej I-71
Kierownik:
prof. dr hab. inż. Katarzyna Pernal
Potencjalni promotorzy:
prof. dr hab. inż. Katarzyna Pernal
Osoba do kontaktu:
dr inż. Ewa Pastorczak, tel: 42-631-39-29, ewa.pastorczak@p.lodz.pl
Zakres działalności:
Opracowujemy teorie chemii kwantowej, metody i algorytmy obliczeniowe do przewidywania struktury elektronowej atomów i cząsteczek. Są one implementowane w programach chemii kwantowej, w tym w naszym autorskim oprogramowaniu GammCor.
Obszar naszych zainteresowań obejmuje:
- problem korelacji elektronowej,
- teorię funkcjonału gęstości elektronowej,
- teorię funkcjonału macierzy gęstości elektronowej,
- teorię oddziaływań molekularnych. Interesują nas również rzeczywiste problemy, w rozwiązaniu których mogłyby pomóc kwantowe metody obliczeniowe. Jednym z takich problemów jest działanie fotoprzełączników ‒ molekuł, które ulegają odwracalnym zmianom strukturalnym pod wpływem naświetlenia światłem o określonej barwie. Wykorzystując zarówno wyniki obliczeń, jak i eksperymenty naszych współpracowników, staramy się ustalić, które z własności fotoprzełączników decydują o istotnych parametrach ich działania.
Działalność obecna:
Nasza obecna działalność koncentruje się na metodach korelacji elektronowej opartych na teoriach połączenia adiabatycznego (adiabatic connection) i przybliżenia fal przypadkowych (random phase approximation). Naszym celem jest opracowanie dokładnego i wydajnego podejścia do obliczania energii korelacji w silnie skorelowanych cząsteczkach.
Drugi nurt prac badawczych dotyczy oddziaływań molekularnych w układach multireferencyjnych, w tym elektronowo wzbudzonych dimerach. W tym celu została opracowana i zaimplementowana nowatorska metoda SAPT (symmetry adapted perturbation theory).
W naszej grupie aktywnie rozwijane są również metody łączące teorię funkcjonału gęstości elektronowej z teorią funkcji falowej poprzez rozdział zasięgowy operatora oddziaływania elektronowego lub użycie funkcjonału gęstości on-top par elektronowych.
Przyszłe działania:
Badanie układów z silną korelacją i rozwijanie algorytmów do obliczania energii korelacji.
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
- M. Hapka, M. Przybytek, K. Pernal: Symmetry-adapted perturbation theory based on multiconfigurational wave function description of monomers, Journal of Chemical Theory and Computation 17, 5538 (2021).
- O. V. Gritsenko, R. van Meer, K. Pernal: Efficient evaluation of electron correlation along the bond-dissociation coordinate in the ground and excited ionic states with dynamic correlation suppression and enhancement functions of the on-top pair density, Physical Review A 98, 062510 (2018).
- E. Pastorczak, K. Pernal: Correlation energy from the adiabatic connection formalism for complete active space wave functions, Journal of Chemical Theory and Computation 14, 3493 (2018).
- K. Pernal: Electron correlation from the adiabatic connection for multireference wave functions, Physical Review Letters 120, 013001 (2018).
Słowa kluczowe:
korelacja elektronowa, metody struktury elektronowej, teoria funkcjonału gęstości, silna korelacja
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
Teoria pp-RPA dla układów silnie skorelowanych. Funkcjonały gęstości on-top par elektronowych.
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.
Instytut Fizyki Politechniki Łódzkiej I-71
http://www.fizyka.p.lodz.pl/pl/
Kierownik:
prof. dr hab. inż. Tomasz Czyszanowski
Potencjalni promotorzy:
prof. dr hab. inż. Tomasz Czyszanowski
dr hab. inż. Robert Sarzała, prof. uczelni
dr hab. inż. Michał Wasiak, prof. uczelni
dr hab. inż. Maciej Dems, prof. uczelni
Osoba do kontaktu:
prof. dr hab. inż. Tomasz Czyszanowski, tel: 42-631-39-66, tomasz.czyszanowski@p.lodz.pl
Zakres działalności:
- tworzenie i rozwijanie numerycznych modeli do symulacji działania laserów półprzewodnikowych i nanostruktur optoelektronicznych przy uwzględnieniu wzajemnego oddziaływania pomiędzy zjawiskami cieplnymi, elektrycznymi, rekombinacyjnymi, optycznymi, a także naprężeniami mechanicznymi
- projektowanie i optymalizacja laserów półprzewodnikowych i matryc laserowych
- eksperymentalna charakteryzacja laserów półprzewodnikowych i nanostruktur fotonicznych
- badanie zjawisk rezonansowych w optyce
Działalność obecna:
- projektowanie i realizacja laserów typu VCSEL w tym matryc laserów VCSEL i laserów ze strukturami fotonicznymi
- projektowanie i realizacja silnie odbijających zwierciadeł na bazie fotonicznych struktur podfalowych w tym zwierciadeł skupiających
- eksperymentalna charakteryzacja laserów półprzewodnikowych i struktur fotonicznych
- projektowanie i realizacja elektrod przezroczystych
- projektowanie matryc laserów krawędziowych
- projektowanie kwantowych laserów kaskadowych typu VCSEL
- analiza rezonansów Fano i stanów związanych w kontinuum
Przyszłe działania:
- rozwijanie prowadzonych obecnie kierunków badań oraz budowanie nowych, bardziej szczegółowych modeli numerycznych
- projektowanie, realizacja i eksperymentalna charakteryzacja laserów typu VCSEL wykorzystujących stany związane w kontinuum
- analiza pola bliskiego i dalekiego struktur fotonicznych i laserów typu VCSEL
- rozwijanie efektywnych optycznych modeli numerycznych dla siatek Bragga wyższych rzędów
- analiza nowych zjawisk optycznych zachodzących w konfiguracjach ze złamaną parzystością czasu
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
- M. Gębski, J. A. Lott, T. Czyszanowski: Electrically injected VCSEL with a composite DBR and MHCG reflector, Opt. Express 27, 7139 (2019).
- P. Komar, M. Gȩbski, J. A. Lott, T. Czyszanowski, M. Wasiak: Experimental demonstration of light focusing enabled by monolithic high-contrast grating mirrors, ACS Appl. Mater. Interfaces 13, 25533 (2021).
- Brejnak, M. Gębski, A. K. Sokół, M. Marciniak, M. Wasiak, J. Muszalski, J. A. Lott, I. Fischer, T. Czyszanowski: Boosting the output power of large-aperture lasers by breaking their circular symmetry, Optica 8, 1167 (2021).
- L. Y. M. Tobing, M. Wasiak, D. H. Zhang, F. Weijun, T. Czyszanowski: Nearly total optical transmission of linearly polarised light through transparent electrode composed of GaSb monolithic high-contrast grating integrated with gold, Nanophotonics, 10, 3823 (2021).
- Grant NCBiR: "Technologia produkcji kluczowych dla rozwoju fotoniki nowatorskich struktur epitaksjalnych oraz przyrządów laserujących VCSEL".
- Grant NCN: "Podfalowe siatki MHCG jako aktywne zwierciadła dla nowej klasy kwantowych laserów kaskadowych z pionową wnęką rezonansową".
Słowa kluczowe:
lasery półprzewodnikowe, lasery o emisji powierzchniowej, lasery o emisji krawędziowej, matryce laserowe, siatki podfalowe, struktury fotoniczne, struktury podfalowe, analiza numeryczna, symulacje komputerowe, analiza eksperymentalna
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
Projektowanie laserów typu VCSEL.
Prowadzenie obliczeń numerycznych dotyczących rezonansów Fano.
Eksperymentalna charakteryzacja laserów VCSEL.
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.
Instytut Fizyki Politechniki Łódzkiej I-71
https://www.fizyka.p.lodz.pl/pl/
Kierownik:
dr hab. inż. Mariola Buczkowska, prof. uczelni
Potencjalni promotorzy:
dr hab. inż. Mariola Buczkowska, prof. uczelni
Osoba do kontaktu:
dr hab. inż. Mariola Buczkowska, prof. uczelni, tel: 42-631-39-67, mariola.buczkowska@p.lodz.pl
Zakres działalności:
Badania dotyczą odkształceń pola direktora w warstwach ciekłych kryształów nematycznych wywołanych zewnętrznymi polami, a w szczególności polem elektrycznym. Oddziaływanie ciekłego kryształu z polem elektrycznym powodujące deformację wynika z anizotropii dielektrycznej i z własności fleksoelektrycznych. Sprężyste odkształcenia pola direktora kontrolowane polem elektrycznym są podstawowym zjawiskiem umożliwiającym zastosowanie ciekłych kryształów. Metoda badawcza polega na rozwiązaniu na drodze symulacji komputerowej równań różniczkowych o stopniu komplikacji uniemożliwiającym ich rozwiązanie analityczne. Równania te były wyprowadzone na podstawie teorii kontinuum cechującej się dobrą zgodnością z doświadczeniem i opisują odkształcenia warstw nematyka. Podejście takie pozwala sprawdzić rolę rozmaitych parametrów
o wartościach pochodzących z szerokich przedziałów, co może wytyczać nowe kierunki syntez i badań doświadczalnych. Wyniki takich obliczeń dostarczają informacji, które są niemożliwe lub trudne do uzyskania w rzeczywistych eksperymentach lub rozważaniach teoretycznych.
Działalność obecna:
Przedmiotem badań są jednowymiarowe i dwuwymiarowe odkształcenia pola direktora i związane z nimi zmiany transmisji optycznej warstw, bowiem efekty takie leżą u podstaw wszelkich zastosowań ciekłych kryształów. Uwzględniają transport ładunku w materiale ciekłokrystalicznym i przepływy cieczy nematycznej związane
z odkształceniami. Celem symulacji numerycznych jest poznanie wpływu, jaki na właściwości sprężyste, reologiczne, elektryczne i optyczne warstw ciekłych kryształów nematycznych, mają parametry tych warstw, m.in. anizotropia dielektryczna, współczynniki fleksoelektryczne, koncentracja jonów, energia oddziaływania z powierzchniami elektrod, stałe elastyczne i współczynniki lepkości.
Przyszłe działania:
- poznanie wpływu wybranych parametrów ciekłych kryształów na wywołane polem elektrycznym sprężyste odkształcenia warstw o różnej geometrii zawierających nematyki, w szczególności poznanie znaczenia właściwości fleksoelektrycznych dla powstawania i formy odkształceń
- uzyskanie wyników mogących służyć jako wskazówki określające, jakie właściwości należy nadać mieszaninie ciekłokrystalicznej aby uzyskać użyteczne zachowanie warstw
- sprawdzenie, jakie możliwości stwarzają właściwości fleksoelektryczne nematyków w dziedzinie zastosowań elektrooptycznych
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
- M. Buczkowska: Influence of parameters on flexoelectro-optic effect in cholesteric liquid crystals, Acta Physica Polonica A, 140, (3) 258-264 (2021). DOI: 10.12693/APhysPolA.140.258
- M. Buczkowska: Spatially periodic deformations in hybrid aligned flexoelectric nematic layers, Liquid Crystals, published online: 27 Jul 2021. DOI: 10.1080/02678292.2021.1957165
- M. Buczkowska, M. Szmigielski: Spatially periodic patterns of flexoelectric origin in twisted nematic layers with negative dielectric anisotropy, Liquid Crystals, 48, (4) 537-541 (2020). DOI: 10.1080/02678292.2020.1794068
Słowa kluczowe:
deformacje nematycznych ciekłych kryształów, właściwości fleksoelektryczne, transmisja optyczna, symulacje numeryczne
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
Symulacje struktur statycznych jak również dynamiki odkształceń.
Badania transmisji optycznej warstw ciekłych kryształów nematycznych.
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.
Instytut Fizyki Politechniki Łódzkiej I-71
Kierownik:
dr. hab. inż. Jaromir Tosiek, prof. uczelni
Potencjalni promotorzy:
dr. hab. inż. Adam Chudecki, prof. uczelni
Osoba do kontaktu:
dr. hab. inż. Jaromir Tosiek, tel: 42-631-36-42, jaromir.tosiek@p.lodz.pl
Zakres działalności:
Prace zespołu koncentrują się w dwóch obszarach badawczych. Pierwszym z nich są metody zespolone w ogólnej teorii względności, a w szczególności badanie czterowymiarowych zespolonych rozmaitości różniczkowych wyposażonych w holomorficzną metrykę oraz w kongruencje strun zerowych (przestrzenie niebiańskie, hiperniebiańskie oraz słabe hiperniebiańskie). W obrębie tego obszaru prace rozwijane są w dwóch głównych kierunkach:
- otrzymywanie próżniowych czasoprzestrzeni lorentzowskich z rozwiązań zespolonych,
- badanie przestrzeni nielorentzowskich o sygnaturze neutralnej, w szczególności para-kählerowskich.
Drugi obszar badawczy dotyczy podstaw mechaniki kwantowej i obejmuje następujące, wzajemnie przenikające się zagadnienia:
- kwantyzacja (w szczególności kwantowanie przez deformację),
- układy kwantowe o dyskretnej przestrzeni fazowej,
- funkcja falowa fotonu,
- teoria pola na czasoprzestrzeniach nieprzemiennych.
Działalność obecna:
- Klasyfikacja przestrzeni hiperniebiańskich łącząca klasyfikację Petrova z własnościami kongruencji strun zerowych.
- Poszukiwanie metryk (możliwie ogólnych) realizujących poszczególne typy w powyższej klasyfikacji.
- Badanie geometrycznych i kwantowych własności operatora położenia dla fotonu.
- Poszukiwanie właściwej reprezentacji stanów (w tym stanów własnych) w formalnym kwantowaniu przez deformację.
- Budowanie formalizmu kwantowania przez deformację dla układów z dyskretną przestrzenią fazową.
- Przyszłe działania:
Kontynuacja bieżącego programu badawczego.
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
- A. Chudecki: On some examples of para-Hermite and para-Kähler Einstein spaces with Λ≠0, J. Geom. Phys. 112, 175 (2017).
- A. Chudecki, M. Przanowski: On twisting type [N] ⊗ [N] Ricci flat complex spacetimes with two homothetic symmetries, J. Math. Phys. 59, 042504 (2018).
- M. Dobrski, M. Przanowski, J. Tosiek, F. J. Turrubiates: The geometrical interpretation of the photon position operator, Phys. Rev. A 104, 042206 (2021).
- M. Przanowski, J. Tosiek, F. J. Turrubiates: The Weyl-Wigner-Moyal formalism on a discrete phase space. I. A Wigner function for a nonrelativistic particle with spin, Fortschr. Phys. 67 1900080 (2019)
- M. Dobrski: Background independent noncommutative gravity from Fedosov quantization of endomorphism bundle, Class. Quantum Grav. 34 075004 (2017).
Słowa kluczowe:
przestrzenie niebiańskie, przestrzenie hiperniebiańskie, zespolona teoria względności, kwantyzacja, kwantowanie przez deformację, funkcja falowa fotonu
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
Przestrzenie hiperniebiańskie i ich cięcia rzeczywiste (szczegółowy zakres do indywidualnego ustalenia).
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.