| Vissza a kezdőlapra | ||
|
||
Kutatási tevékenység és érdeklődési kör
Kutatásunk legfontosab területe a váltakozó mágneses / nem-mágneses rétegeket tartalmazó minták előállítása és vizsgálata. Az egyes rétegek vastagsága jellemzően a nanométeres tartományban van (0,5-6 nm), azaz ideális esetben teljes borítottságot és egyenletes rétegvastagságot kell elérni akár 2-3 atomi réteg felvitele során is.
A minták előállítása elektrokémiai leválasztással történik. Legtöbbször egyetlen fürdőt használunk, amelyben mindkét leválasztandő fém ionjai jelen vannak, de a nem-mágneses fém ionjai 1-2 nagyságrendel kisebb koncentrációban, mint a mágneses fém ionjai. A multiréteg leválását az áram vagy potemciál négyszögimpulzusokkal (esetleg bonyolultabb impulzussorral) történő modulálásával érjük el. Megoldottuk a multirétegek vegyes potenciosztatikus-galvanosztatikus leválasztását is tetszőleges számú réteggel egy perióduson belül.
A minták előállítását követően többféle vizsgálatnak vetjük alá. Az összetétel megállapítására elektron-mikroszondás (EPMA) módszert használunk, a felület morfológiai jellegzetességeit pedig pásztázó e lektronmikroszkóppal (SEM) és atomerő mikroszkóppal (AFM) vizsgáljuk. A minták kristályszerkezetét röntgendiffrakcióval (XRD) állapítjuk meg, és egyben az kristálytani orientációról és a szemcseméretről is információt kapunk. A minták mélységprofil-analízisét a debreceni ATOMKI intézet munkatársaival történő együttműködés keretében tanulmányozzuk.
A minták szerkezetvizsgálata mellett a mágneses ellenállás vizsgálata a legfontosabb cél. A mágneses ellenállást a 10-300 K hőmérséklet-tartományban tudjuk mérni. Mágneses ellenállás alatt az adott mágneses térben és a nulla térben mért ellenállás arányát értjük. A mágneses / nem-mágneses multirétegek ellenállásának mágneses tér hatására történő változása a mágneses rétegek mágnesezettségének spontán beállásával, illetve a szomszédos mágneses rétegek csatolásával van kapcsolatban. Ezt a jelenséget már ma is elterjedten használják a mágneses adattárolásban az információ gyors leolvasására. A kutatás fő célja a mágneses ellenállás és az elektrokémiai leválasztási paraméterek közötti kapcsolat feltárása, kiegészítve a szerkezeti adatokból nyerhető magyarázattal. A mágneses ellenállás jelenségének fontosságát mutatja, hogy az effektus felfedezői megkapták a 2007. évi fizikai Nobel-díjat.
A 2000-2003. közötti időszakban egy ifjúsági OTKA pályázatunk részesül támogatásban a multirétegek vizsgálatával kapcsolatban. A 2006-2008. időszakban ugyancsak OTKA támogatással igyekszünk megoldani a leválasztás pontosabb vezérlését egy kvarckristály-mikromérleg segítségével.
A fémes multirétegek előállításának témájában eddig egy, a nemvizes közegekből történő fémleválasztás vizsgálatával kapcsolatban ugyancsak egy diplomamunka született.
A hidrogén fémekben történő elnyeletése, tárolása és kinyerése az energetikai ipar egyik legnagyobb kihívása. A téma fontossága miatt szerte a világon foglalkoznak hidrogéntároló anyagok fejlesztésével és a fémekben oldott hidrogén viselkedésével. Korábbi munkáinkban palládium-ezüst ötvözeteket használtunk mintaanyagoknak, és a hidrogén diffúziójának vizsgálata mellett a hidrogéncsapdák kérdésének szentelünk nagyobb figyelmet. A hidrogén elnyelődésének és kinyerésének követésére "in situ" ellenállás-mérésen alapuló rendszert használtunk, továbbá permeációs technikát is alkalmazunk.
A hidrogéntárolás mellett a hidrogénnek a szerkezeti anyagokra gyakorolt hatását is meg kell említeni. Legjellemzőbb példa a vas és a különféle acélok hidrogén hatására történő ridegedése. 2000. és 2002. között több ipari szerződés keretében, majd a 2002-2003. időszakban egy alkalmazott kutatási pályázat keretében foglalkoztunk a hidrogénnek az acélok zománcozhatóságára gyakorolt hatásával. Ez magában foglalta a vonatkozó diffúziós egyenletek egzakt megoldását, számítógépes modellezést a hidrogéncsapdák hatására vonatkozóan, valamint a konkrét kísérleti munkát a diffúziós együttható hőmérséklet-függésének meghatározására. A munka végső célja egy ipari körülmények között is alkalmazható minősítő eljárás kidolgozása volt. A kidolgozott eljárást az ipar átvette, és a DUNAFERR folyamatosan alkalmazza is saját minőségellenőzési rendszerében. A téma kutatásáért itélték oda az SZFKI Alkalmazott Kutatási Díját 2003-ben.
A hidrogénnek Pd-Ag ötvözetekben történő diffúziója témájában eddig egy diplomamunka született.
A fent felsorolt, jelenleg kísérletileg is művelt kutatási irányok mellett érdeklődésre tartanak számot az elektrokémiai jelenségek általában, de különösen azok, amelyeke során más fizikai jelenséggel is számolni kell. Így például érdekes kérdésnek számít a mágneses tér hatása az elektrokémiai jelenségekre. Összefoglalásként azt mondhatjuk, hogy az alkalmazott elektrokémia minden ága potenciális kutatási területnek számít, amelynek fizikai, illetve szilárdtestfizikai vonatkozása lehet.