Publikacja w Acta Materialia (2024)

04 06 2024

W czasopiśmie Acta Materialia (Elsevier, IF₂₀₂₂ = 9.4) ukazała się praca, której współautorem jest dr inż. Radosław Kamiński, zatytułowana „Structural pathways for ultrafast melting of optically excited thin polycrystalline palladium films”. Praca powstała z użyciem Europejskiego Lasera na Swobodnych Elektronach (EuXFEL).

Topnienie jest jednym z najczęściej obserwowanych, choć wciąż nie w pełni poznanych, przejść fazowych. Sposób, w jaki topią się krystaliczne ciała stałe i czynniki, od których zależy temperatura, w której następuje taka przemiana, są nie tylko fascynujące, ale także niezwykle trudne do pełnego zrozumienia. Propozycje mechanizmów, które mają wyjaśnić proces topnienie są wciąż rozwijane, mimo że pierwsze modele zostały zaproponowane już dawno temu, np. przez F.A. Lindemanna (1910) czy M. Borna (1939).

We właśnie opublikowanej pracy skupiono się na metalicznym palladzie. Zbadano ultraszybkie topnienie cienkich polikrystalicznych warstw Pd za pomocą techniki pompa-sonda (pompa – laser optyczny, sonda – impuls z lasera rentgenowskiego na swobodnych elektronach (ang. X-ray free-electron laser, XFEL)) i z użyciem wielkoskalowych symulacji dynamiki molekularnej w dwóch temperaturach. Połączenie skali czasowych eksperymentu i symulacji pozwoliło na sformułowanie realistycznego mikroskopowego obrazu przejścia fazowego kryształ-ciecz w optycznie wzbudzonej polikrystalicznej warstwie metalicznej oraz zidentyfikowanie mechanizmów topnienia metali z silnym sprzężeniem elektron-fonon.

Wykonanie badań i publikacja artykułu były możliwe dzięki wsparciu z projektu „Wsparcie polskich użytkowników EuXFEL – Nadzór II (2022-26)” (nr projektu: 2022/WK/13) finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach programu „Wsparcie udziału polskich zespołów naukowych w międzynarodowych projektach infrastruktury badawczej”. W ramach tego projektu utworzono trzy Centra Doskonałości XFEL. Jedno z nich znajduje się na Wydziale Chemii UW i jego liderem i koordynatorem jest dr hab. Katarzyna Jarzembska, prof. ucz. Strona projektu: https://www.ifpan.edu.pl/cd-xfel/

Dane bibliograficzne i link do artykułu:

J. Antonowicz, A. Olczak, K. Sokolowski-Tinten, P. Zalden, I. Milov, P. Dzięgielewski, C. Bressler, H. N. Chapman, M. Chojnacki, P. Dłużewski, A. Rodriguez-Fernandez, K. Fronc, W. Gawełda, K. Georgarakis, A. L. Greer, I. Jacyna, R. W. E. van de Kruijs, R. Kamiński, D. Khakhulin, D. Klinger, K. M. Kosyl, K. Kubicek, K. P. Migdal, R. Minikayev, N. T. Panagiotopoulos, M. Sikora, P. Sun, H. Yousef, W. Zajkowska-Pietrzak, V. V. Zhakhovsky, R. Sobierajski, Acta Materialia 2024, 120043 (in press, journal pre-proof)

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645424003951