Fizikai Tudományok Doktori Iskola
Állandó link (URI) ehhez a gyűjteményhez
Természettudományi Kar
Fizikai Tudományok Doktori Iskola
(vezető: Dr. Kun Ferenc)
Természettudományi és Informatikai Doktori Tanács
D57
Doktori programok:
- Atom- és molekulafizika
(programvezető: Dr. Vibók Ágnes) - Magfizika
(programvezető: Dr. Fülöp Zsolt) - Szilárdtestfizika és anyagtudomány
(programvezető: Dr. Kökényesi Sándor Jenő) - Fizikai módszerek interdiszciplináris alkalmazásokban
(programvezető: Dr. Kun Ferenc) - Részecskefizika
(programvezető: Dr. Trócsányi Zoltán)
Böngészés
Fizikai Tudományok Doktori Iskola Megjelenés dátuma szerinti böngészés
Megjelenítve 1 - 20 (Összesen 178)
Találat egy oldalon
Rendezési lehetőségek
Tétel Szabadon hozzáférhető Mikrofókuszált protonnyaláb terelése szigetelő kapillárissalNagy, Gyula; Rajta, István; Fizikai tudományok doktori iskolaA dolgozatomban az 1 MeV energiájú, mikrofókuszált protonnyaláb szigetelő kapillárissal történő terelhetőségének kísérleti és számítógépes szimulációs vizsgálatában elért eredményeimről számolok be. Először bemutatom a doktori munkámhoz kapcsolódó elméleti ismereteket, benne a MeV energiájú ionok anyagokkal való fontosabb kölcsönhatásait, és az ionterelés fontosabb szakirodalmi hátterét. Ezt követően bemutatom a munka során használt fontosabb kísérleti berendezéseket és technikákat, majd a felhasznált számítógépes programokat és az általam alkalmazott számítógépes módszereket ismertetem. Az új tudományos eredményeket taglaló fejezetben bemutatom a munka során használt, kifejezetten ehhez a kutatáshoz fejlesztett kísérleti elrendezést és technikákat, illetve a szintén ehhez a munkához, több fázisban fejlesztett szimulációs kód főbb építőelemeit. Az 1 MeV energiájú protonnyaláb terelésének vizsgálatában elért tudományos eredményként bemutatom a kapillárison átvezetett nyaláb intenzitásának időbeli fejlődését, annak bejövő nyalábintenzitás-függését, az átvezetett részecskék energiaspektrumának időfejlődését, az átjutó nyaláb emissziós szögét és annak intenzitásfüggését, az átvezetett nyaláb töltésállapotát, valamint az átvezetett ionok térbeli eloszlását.Tétel Szabadon hozzáférhető Anyagok felületének funkcionalizálása ionimplantációval és bevonatolássalHajdu, Péter; Biri, Sándor; Kökényesi, Sándor; Fizikai tudományok doktori iskolaA doktori értekezésemben ismertetett kutatásom szilárd felületek adott cél érdekében történő módosításával, azaz funkcionalizálásával foglalkozik. A fogorvosi gyakorlatban gyakran használt anyagok felületét módosítottam különböző ionok implantálásával és felületükre felvitt nanorészecskék segítségével. A munka háromoldalú együttműködés eredménye, melynek tagjai az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) Atommagkutató Intézete, a Debreceni Egyetem Fizikai Intézete, illetve a Debreceni Egyetem Bioanyagtani és Fogpótlástani nem önálló Tanszéke. Az elvégzett munka alkalmazott kutatás és interdiszciplináris jellegű: a fizikában kifejlesztett eszközöket és megszerzett tudást a fizika területén túlmutató módon az életminőség közvetlen javítására tervezzük alkalmazni.Tétel Szabadon hozzáférhető Nehéz elemek szintéziséhez kapcsolódó magreakciók vizsgálata aktivációs technikávalSzegedi, Tibor Norbert; Kiss, Gábor Gyula; Szegedi, Tibor Norbert; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- FizikaKutatómunkám során a szupernóva-robbanásokban lejátszódó nukleoszintézis-folyamatokban releváns magreakciókat vizsgáltam gamma-spektroszkópiával. A gyenge r-folyamat során kulcsszerepet játszó 96Zr(alfa,n)99Mo és 100Mo(alfa,n)103Ru reakciók hatáskeresztmetszetét mértem meg aktivációs eljárással. Továbbá, a 124Xe(p,gamma) reakció aktivációs hatáskeresztmetszet-mérés előzményeként nagy pontossággal meghatároztam a 125Cs magnak és leánymagjának, a 125Xe izotópnak a felezési idejét.Tétel Szabadon hozzáférhető Description of elementary particle collisions with high precisionTulipánt, Zoltán; Somogyi, Gábor; Fizikai tudományok doktori iskolaIn this work I present the most accurate prediction to date for the observable energy-energy correlation in perturbative QCD. Then I proceed with describing two detailed analyses aimed at extracting the value of the strong coupling from data measured in electron-positron collisions using energy-energy correlation and jet rates. Finally, I discuss progress made in the perturbative calculation of QCD cross sections.Tétel Szabadon hozzáférhető A funkcionális renormálási csoport néhány alkalmazása a kvantumelméletbenKovács, József; Sailer, Kornél; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Fizikai Intézet, Elméleti Fizikai TanszékÉrtekezésemben különböző kvantumelméleti modelleket tárgyaltam a funkcionális renormálásicsoport-módszer (RG-módszer) segítségével. A kvantált anharmonikus oszcillátor esetén a renormálási séma optimalizálásnak kérdését tanulmányoztam. Lokális potenciál közelítésben a legkisebb érzékenység elve a Litim-regulátortól kissé eltérő optimális regulátort szolgáltatott. A Caldeira–Leggett-modellben meghatároztam a szuszceptibilitás és a korrelációshossz kritikus exponensét a spektrálfüggvény Drude- és Debye-típusú levágása esetén. Azt tapasztaltam, hogy a két fajta levágás a kritikus exponensek meghatározása szempontjából egyenértékűnek tekinthető. A kétdimenziós sine-Gordon-modellt impulzusfüggő hullámfüggvény-renormálás alkalmazásával tárgyaltam. A modell ultraibolya viselkedése a renormálás kezdeti feltételeitől függően változhat, így a modell aszimptotikus biztonsága sérülhet. A hullámfüggvény-renormálás vezető rendű tagját tekintve a modell nagy energiás és alacsony energiás skálázási viselkedése között duális kapcsolatot tapasztalhatunk. A kétdimenziós kvantum-színdinamikának megfelelő bozonizált modellt egy fermion íz figyelembevételével tárgyaltam. Meghatároztam a klasszikus modell alapállapotát, amely triviálisnak adódott. Az RG-módszer alkalmazásával megmutatható, hogy a kvantált modell egyetlen fázissal rendelkezik. I discussed different quantum theoretical models in the framework of the functional renormalization group (RG) method in my PhD thesis. For the quantized anharmonic oscillator the question of the optimization of the renormalization scheme was investigated. I obtained that in local potential approximation the principle of minimal sensitivity leads to such regulator which is a slight modification of the Litim one. I also investigated the Caldeira-Leggett model. I considered Drude and Debye type cutoff functions and I calculated critical exponents of the susceptibility and the correlation length. I found the two types of cutoff functions to be coequal from the viewpoint of the critical exponents. The 2-dimensional sine-Gordon model with wave function renormalization inculding higher order terms in the momentum was analyzed. The model can have different ultraviolet scaling behaviour depending on the initial conditions, so the model can cease to be asymptotically safe. Considering the leading term of the wave function renormalization there is a dual correspondence between the low and the high energy scalings of the model. The bosonized model of the two dimensional quantum chromodynamics with one fermion flavour has been investigated too. The ground state of classical model is determined and found to be flat. Using the RG method it can be shown that the model has a single phase.Tétel Szabadon hozzáférhető Ionbombázással keltet és iondetektálással vizsgált folyamatok: a többszörös ionizációtól az önszervező ionterelési mechanizmusigHerczku, Péter; Sulik, Béla; Fizikai tudományok doktori iskola; MTA Atommagkutató Intézet -- Atomi Ütközések LaboratóriumThe most part of my work and results is related to the topic of ion guiding in insulating nanocapillaries. This is a widely studied topic, which can be considered as a part of ion-surface interaction research field, but its real challenge is to understand a self-organizing process. The experiments were carried out at the beamline of Electron Cyclotron Resonant Ion Source (ECRIS) of Atomki, partially within the framework of an international collaboration. Some of the capillary samples were transported here from other laboratories within the framework of the collaboration, the other samples were commercially available polycarbonate filter foils. The surfaces of the foils were covered by a few tens of nanometers thick gold layer by evaporation or sputtering. The geometric parameters of the samples were determined by means of optical and scanning electron microscopy. Angular and charge state distribution of the transmitted and guided particles was measured by a two dimensional position sensitive micro-channel plate detector. The large amount of collected data was evaluated by using a computer code written in a high level language.Tétel Szabadon hozzáférhető A radon tér- és időbeli változása okainak meghatározása magyarországi és erdélyi mofetták légterébenSóki, Erzsébet; Csige, István; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Kihelyezett Környezetfizikai TanszékAz alacsony hőmérsékletű (< 100 °C), főként szén-dioxidot tartalmazó gázfeltörést, valamint a rá telepített gázfürdőt egyaránt mofettának nevezzük. A többnyire utóvulkáni tevékenységhez köthető jelenség igen gyakori a Kárpát-Pannon térségben, különösen Erdélyben, a Hargita hegyvonulatának déli részén található Csomád-hegység környezetében, ugyanakkor magyarországi példák is jól ismertek, kiváltképp Mátraderecske és Parádfürdő esetében. A száraz szén-dioxid gázszivárgásokra alapozva fürdőhelyek jöttek létre, ahol elsősorban érszűkületes betegeket kezelnek a természetes eredetű gázokat egy medencében összegyűjtve, amelyben a betegek egy 1-2 hetes terápiás kúra keretében napi kb. fél órát töltenek el. A szén-dioxid mellett egyéb gázok is előfordulnak a gázelegyben, így megtalálható benne az urán 238-as izotóp bomlási sorában a földkéregben keletkező radon gáz is. A radon egyrészt kiváló természetes eredetű nyomjelzője a mofettagázok transzportjának, másrészt a szén-dioxidos szárazfürdőkben szolgálatot teljesítő személyzet szempontjából egészségügyi kockázati tényezőt is jelenthet.Tétel Szabadon hozzáférhető A szilícium alapú fotoelektron-sokszorozó korrelált zajainak analízise és letörési feszültségeloszlásának mérése, modellezéseNagy, Ferenc; Molnár, József; Fizikai tudományok doktori iskolaA 80-as évek végén Golovin és Sadygov által javasolt pixelizált Geiger-módban működő lavina fotodiódák, más néven a szilícium alapú fotoelektron-sokszorozók (silicon photomultiplier, SiPM), számos olyan tulajdonsággal bírnak, amelyek alkalmassá teszik őket a részecskefizikai, magfizikai, nukleáris képalkotó és asztrofizikai detektorokban való alkalmazásra. A SiPM-eket a nagy erősítésük és egy-foton (single photon) detektálási képességük miatt a fotoelektron-sokszorozó csövek (photomultiplier tube, PMT) egyik lehetséges helyettesítőjének tekintik. Értekezésemben két főbb területtel foglalkoztam: a SiPM korrelált-zajainak analízise és a SiPM letörési karakterisztikájának egyenáramú analízise.Tétel Szabadon hozzáférhető Atommozgási folyamatok vizsgálata 2 és 3 dimenziós fém-oxid szerkezetekbenJuhász, Laura; Cserháti, Csaba; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Fizika Intézet, Szilárdtest Fizikai TanszékA nanotechnológia aktívan kutatott terület manapság, melynek oka nem más, mint az a cél, hogy a minket körülvevő technológiai, kommunikációs eszközeink méretét csökkentsük; a gyógyászatban használt eljárásokat és alkalmazásokat hatékonyabbá és célzottabbá tegyük. Mindemellett, azonban a mindennapi életünk szinte bármely területén találkozunk nanotechnológián alapuló alkalmazásokkal, így például sok esetben vékonyrétegeket vagy nanorészecskéket alkalmaznak bizonyos ablaküvegek, szemüveglencsék, csomagolópapírok, esetében vagy akár keményrétegekként a szerszámokon. A fém-oxid bevonatok (pl.Al2O3, TiO2, ZnO) kedvező mechanikai, optikai és fotokatalitikus tulajdonságokkal rendelkeznek, így szintén népszerű vizsgálatuk és alkalmazásuk. A fém nanorészecskékről is régóta köztudott, hogy kiváló optikai tulajdonságokkal rendelkeznek, így ezen nanoszerkezetek alkalmazása is kiemelkedő. Jelen dolgozatban különböző fém-oxiddal bevont porózus arany nanorészecskék morfológiai és optikai tulajdonságainak vizsgálatát mutattam be, valamint két új eljárást a porózus arany nanorészecskék hordozómentes szintézisére.Tétel Szabadon hozzáférhető Radiokarbon alapú mérési módszerek fejlesztése és alkalmazásaik nukleáris környezetellenőrzéshezJanovics, Róbert; Molnár, Mihály; Svingor, Éva; Fizikai tudományok doktori iskola; MTA Atommagkutató Intézet -- Hertelendi Ede Környezetanalitikai LaboratóriumPhD hallgatóként kutatásaim elsődleges célja olyan mérési módszerek fejlesztése és meghonosítása volt, amelyek lehetővé teszik különböző típusú minták hatékony előkészítését és gyorsítós tömegspektrométeres radiokarbon mérését. Célul tűztem ki, hogy a kidolgozott módszerek felhasználásával meghatározzam a magyarországi nukleáris létesítmények környezetének eddig nem vizsgált elemeiben a kibocsátásból eredő radiokarbon járulékot, többek között a talajvizek szerves komponenseinek és a légkörbe kibocsátott radiokarbon növényekbe történő beépülésének vizsgálatával. A dolgozatban részletezett kutatásaimmal hozzájárultam az AMS-14C minta feldolgozási módszerek magyarországi meghonosításához és továbbfejlesztéséhez. A fejlesztések során létrejött a HEKAL AMS 14C laboratóriuma, mely 2011 óta több mint 10000 sikeres AMS mérést végzett, ahol a mintapreparálások jelentős része a kutatómunkám során kifejlesztett eszközökön és módszereken alapult. A méréstechnika hazánkban egyedülállóan csak a mi laboratóriumunkban érhető el. A kidolgozott módszereket széles körben alkalmazzuk a nukleáris környezetvédelmen túl az archeológiai kormeghatározástól kezdve a múltbeli klíma és biológiai kutatásokhoz is. Számos, a laboratóriumunktól független hazai és nemzetközi kutatási témához jelentősen hozzájárulnak az általunk kidolgozott módszerekkel feldolgozott minták mérési eredményei.Tétel Szabadon hozzáférhető Fragmentációs jelenségek vizsgálata diszkrételem-módszerrelPál, Gergő; Kun, Ferenc; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Elméleti Fizikai TanszékKivonat Kutatómunkám során a rendezetlen anyagok lassan növekvő nyomás valamint lövedékbelövéssel kiváltott gyors energiabetáplálás hatására létrejövő törési és fragmentációs folyamatait vizsgáltam elméleti eszközökkel. Vizsgálataimhoz a heterogén anyagok egy realisztikus diszkrételem-modelljét használtam. A modellben a vizsgált anyagot gömb alakú részecskék véletlen pakolásaként állítjuk elő, amelyeket törhető, kohézív kontaktusok kapcsolnak össze. A kezdeti struktúra és a részecskék kölcsönhatásának részletei jól illeszthetők konkrét anyagfajtákhoz, így a modell képes figyelembe venni mind az anyag rendezetlen mikroszkopikus szerkezetét, mind pedig deformációjának és törésének legfontosabb jellemzőit. Az általános modellben implementáltam az általam vizsgált rendszereket majd a szimulációval kapott eredményeket egy független feldolgozó programmal, off-line módon dolgoztam fel. Több kutatási probléma megoldásánál alapvető fontosságú volt a nagy rendszerméret. Ehhez a szimulációs programot OpenMP használatával párhuzamosítottuk, ami lehetővé tette, hogy a részecskék számát széles tartományban változtathassam. Kutatómunkám tisztán elméleti jellegű, de a legtöbb esetben konkrét kísérleti eredmények, illetve a gyakorlat számára fontos problémák motiválták. A realisztikus számítógépes szimulácóim lehetővé tették, hogy kísérletileg nehezen mérhető mennyiségeket is nagy pontossággal határozzak meg, így kiegészítsem a kísérletileg hozzáférhető információt. Ilyen például a fragmensek sebessége, ahol mérésekkel csak a keletkezett darabok egy kisebb részhalmaza követhető, míg a szimulációkban részletesen tudtam elemezni a darabok teljes sokaságának statisztikáját. Elméleti eredményeimet összevetettem laboratóriumi kísérletekkel és terepi mérések eredményeivel. Eredményeim fontos részeként olyan adatfeldolgozó eljárásokat dolgoztam ki, amelyek laboratóriumi mérések kiértékelésére is használható. Abstract During my PhD research I performed a theoretical study of the facture and fragmentation of heterogeneous materials induced by slowly increasing compresssion and by sudden energy input with a projectile impact. My investigations are based on a realistic discrete element model of heterogeneous materials, which has recently been developed by our research group. In the model the material studied is represented by random packing of spheres, which are connected by breakable, cohesive beams. The initial structure and the details of the interactions of the particles can be easily fitted to the specific type of materials considered, so the model is able to capture both the disordered micro-structure and the most important mechanisms of deformation and cracking. In the general framework of the model I implemented the specific systems of my research and I developed an independent software package for the off-line evaluation of the simulation results. For the solution of several problems, the large system size proved to be crucial. For this need, the simulation program was parallelized by means of OpenMP, which enadbled me to vary the number of particles in a wide interval. My research is entirely of theoretical nature, but most of the research problems were directly motivated by specific experimental results and questions that are important for practical applications. My realistic simulations allowed for the precise measurement of quantities that are difficult to access during measurements. For example the velocity of the fragments, where only a small subset of pieces can be tracked during measurements, but I could analyze the statistics of the complete ensemble of particles in the simulations. I compared my theoretical results to laboratory experiments and field measurements. As part of my results I created data processing procedures which can be applied also to evaluate laboratory experiments.Tétel Szabadon hozzáférhető Localization in quantum chromodynamics on the latticeVig, Réka Ágnes; Kovács, Tamás György; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Fizika Intézet, Elméleti Fizika tanszékA dolgozatban vizsgáltuk az erősen kölcsönható anyag véges hőmérsékletű átmenetét a kvarkok hadronikus állapotából a kvark-gluon plazma állapotba. Részletesen tanulmányoztuk átmenet során bekövetkező legkisebb sajátértékkel rendelkező Dirac módusok lokalizációjának jelenségét. Megállapítottuk a lokalizáció kritikus pontját egy az ún. quenched elméletben. Ezt összehasonlítottuk azzal a kritikus hőmérséklettel, amin a hadronikus átmenet -ami a quenched elméletben egy valódi elsőrendű fázisátalakulás-bekövetkezik. Az összehasonlítást elvégeztük a Dirac operátor két különböző rács diszkretizációja esetén és különböző rácsfelbontásoknál is. Azt találtuk, hogy a hadronikus átmenet és a lokalizáció bekövetkezése egybeesik. Ez alapján feltételezhetjük, hogy a két jelenség között szoros kapcsolat áll fenn. Ezen felül vizsgáltuk a mértéktér topológikus gerjesztéseinek szerepét a lokalizációban. Azt találtuk, hogy az ún. kaloronokhoz köthető lokalizált nulla közeli módusok csak egy töredékét alkotják az összes lokalizált módusnak, tehát a lokalizáció jelenségét ezen módusok nem magyarázzák meg teljes mértékben. Vizsgáltuk a kaloronok számának eloszlását a magas hőmérsékletű állapotban. Ez alapján megállapítottuk, hogy közvetlenül a kritikus hőmérséklet felett a kaloronok közti kölcsönhatás elhanyagolható és ezek a topológikus objektumok egy nem-kölcsönható ideális gázként írhatóak le.Tétel Szabadon hozzáférhető Fiber Bundle modelling of failure phenomenaBatool, Attia; Kun, Ferenc; Fizikai Tudományok Doktori Iskola; Debreceni Egyetem::Természettudományi és Technológiai KarI investigated failure phenomena emerging in complex systems which are composed of a large number of interacting elements. My research was focused in two main directions: First, I tried to obtain a deeper understanding of the phase transition analogy of fracture processes. For this purpose I studied how a solid body perforates due to dynamic impact loading as the energy of impact is varied at different amounts of materials’ disorder. As the next step, I focused on the cascading failure mechanism driven by load redistribution on complex networks with the aim to understand how the interplay of the topology of the network of load transmitting connections and the disordered local strength affects the statistical and dynamical features of failure cascades. I used the approaches and tools of statistical physics, phase transitions and critical phenomena, the physics of complex systems, and network scienceTétel Szabadon hozzáférhető Interferometrikus gravitációshullám-detektorok infrahangzajhátterének vizsgálataFenyvesi, Edit; Trócsányi, Zoltán; Molnár, József; Fenyvesi, Edit; Fizikai tudományok doktori iskola; MTA Atommagkutató Intézet -- Elektronikai LaboratóriumAz infrahang az interferometrikus gravitációshullám-detektorok zajforrásainak egyike. Egyrészt mechanikai rezgéseket kelt a detektor elemeiben, másrészt hozzájárul a detektorok gravitációs gradiens zajához, más néven newtoni zajához is. A PhD értekezésemben ismertetem az interferométrikus gravitációshullám-detektorok infrahangzajhátterének vizsgálatára szolgáló mérési módszereket és eszközöket. Bemutatom a részvételemmel a debreceni Atommagkutató Intézetben kifejlesztett infrahang mérőrendszereket, és a velük végzett méréseim eredményeit. A kutatásaim során megmutattam, hogy az olaszországi adVirgo gravitációshullám-detektor infrahangzajhátterét 2 Hz alatt a szél dominálja, 2 Hz fölött pedig a fűtő- légcserélő- és vákuumrendszereket magában foglaló HVAC rendszer határozza meg. Jellemeztem a tervezett földfelszín alatti Einstein Teleszkóp (ET) korábban kijelölt magyarországi telepítési helyszínének infrahangzajhátterét, és becslést adtam a newtoni zaj nagyságára a frekvencia függvényében évszekonkénti felbontásban napszakokra külön-külön. Összehasonlítottam a földfelszíni gravitációshullám-detektorok infrahangzajhátterét a földfelszín alatti infrahangzajháttér mérések eredményeivel. Javaslatokat tettem az infrahangzajháttér vizsgálatára kidolgozott eszközök és módszerek továbbfejlesztésére.Tétel Szabadon hozzáférhető Fázisátalakulást kísérő zajok vizsgálata Ni2MnGa alakemlékező ötvözetekbenTóth, László Zoltán; Daróczi, Lajos; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Fizikai Intézet, Szilárdtest Fizikai TanszékDoktori munkám során ferromágneses Ni2MnGa alakemlékező ötvözetek fázisátalakulását vizsgáltam termikus (TE), akusztikus (AE) és mágneses (ME) emissziós mérésekkel alacsony hűtési/fűtési sebességek (<0.1 K/min) mellett. A dolgozatban bemutatom, hogy az alacsony hűtési sebesség mellett a felület érdessége és a minta tömege is fontos tényező a statisztikai analízisre alkalmas egyedi TE események detektálása során. Három különböző minta állt a rendelkezésemre, melyek azonos összetételűek voltak, de más ikerszerkezettel és ikerhatár mozgékonysággal rendelkeztek. Statisztikai analízissel megmutattam, hogy a csúcsparaméterek mindhárom zajtípus esetén hatványfüggvény szerinti eloszlást követnek. A termikus emisszióval hűtésben meghatározott energia exponensek hibahatáron belül megegyeznek az akusztikus emisszióból származó exponensekkel. A három minta között fázisátalakulás közben mért zajok alapján nem, csak deformáció indukálta ikerhatár mozgás vizsgálatával tudtam különbséget tenni. Szimultán mért termikus, akusztikus és mágneses emisszióval megmutattam, hogy mindhárom zaj koincidenciában van a fázisátalakulás során, azaz ugyanazokkal a start és finish hőmérsékletekkel lehet őket jellemezni. Külső mágneses tér nélkül nagy aszimmetria adódott a fűtésben és hűtésben mért exponensek között, míg elegendően nagy mágneses tér jelenlétében az aszimmetria megszűnt, és a kitevők hibahatáron belül azonosnak adódtak. Időbeli korrelációkat is vizsgáltam az akusztikus emisszió eseményei között, illetve a mágneses emisszió eseményei között. A várakozási idők eloszlása kis és nagy várakozási idők esetén is egy-egy hatványfüggvénnyel volt illeszthető a független eseményekre jellemző Poisson-eloszlás helyett, így időbeli korrelációk jelenlétére következtettem. Hasonló eredményre jutottam a jelsorozatokat a várakozási idők alapján jelcsomagokra bontva is: az események nem függetlenül követik egymást. Továbbá vizsgáltam az összetartozó AE és ME eseménypárok kapcsolatát. Az eseménypárok közötti időkésések eloszlásából kiderült, hogy valószínűsíthető időbeli sorrendiség van a két jel keletkezésében, a fázisátalakulás, melyhez az AE köthető az elsődleges effektus, a mágneses doménszerkezet átrendeződése pedig ennek a következménye. Végül klasszikus Barkhausen-zaj mérésekkel megállapítottam, hogy a Ni2MnGa martenzit fázisa mágneses szempontból abba az univerzalitási osztályba tartozik, melyben a rugalmas kölcsönhatások hatótávolsága nagy.Tétel Szabadon hozzáférhető Functional renormalization group for ordinary and ghost O(N) models, with higher order gradient termPéli, Zoltán; Sailer, Kornél; Péli, Zoltán; Fizikai tudományok doktori iskolaA dolgozatban első lépésként az euklideszi, normál O(N)-modellek kritikus exponenseit vizsgálom a funkcionális renormálási csoport alkalmazásával (FRG) a gradienskifejtés második és negyedik rendjében. Ezt a vizsgálatot követi az euklideszi 3-dimenziós, szellemteres O(2)-modell vizsgálata szintén az FRG alkalmazásával a gradienskifejtés vezető rendjében, a lokális potenciál közelítésben (LPA). Két esetet vizsgálok meg, attól függően, hogy a kvartikus deriválthoz tartozó operátor dimenziós vagy dimenziótlanított megfelelője van állandó értéken tartva. A dolgozat végső eredménye az euklideszi, 3-dimenziós, szellemteres O(1)-modell vizsgálata egy általam és szerzőtársaim által kifejlesztett FRG sémában az LPA-n túl.Tétel Szabadon hozzáférhető A rendezetlenség mennyiségének hatása törési folyamatok statisztikus és dinamikai jellemzőireKádár, Viktória; Kun, Ferenc; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Elméleti Fizika TanszékDoktori munkám során a rendezetlenség törési folyamatokban játszott szerepének mélyebb megértésére végeztem elméleti vizsgálatokat. Vizsgálataimhoz a heterogén anyagok klasszikus szálköteg modelljét használtam, amely jól megragadja a törési folyamat legfontosabb sajátosságait és lehetővé teszi a rendezetlenség mértékének kontrollját a vizsgált anyagban. A modellben az egyes szálak erősségét egy véges tartományon vett hatványfüggvény-eloszlásból mintavételeztem, így a rendezetlenség mennyiségét a hatványfüggvény kitevőjével és az eloszlás felső határával tudtam kontrollálni. A modell keretében arra kerestem a választ, hogy miként változnak a törési folyamat makroszkopikus és mikroszkopikus jellemzői, ha a rendezetlenség mértékét széles tartományon változtatjuk úgy, hogy közben a szálak közötti kölcsönhatás, azaz a terhelés-újraosztódás hatótávolsága rögzített. Vizsgálataim során a statisztikus fizika, a fázisátalakulások és kritikus jelenségek, valamint a komplex rendszerek fizikája megközelítési módszereit és eszköztárát használtam. Számítógépes szimulációkkal és analitikus számolásokkal a gyakorlat számára fontos, a törési jelenségek statisztikus fizikájának legaktuálisabb problémáira igyekeztem megoldásokat találni.Tétel Szabadon hozzáférhető Aktinoida atommagok kísérleti vizsgálata a kvázi-kontinuum tartománybanTornyi, Tamás Gábor; Krasznahorkay, Attila; Fizikai tudományok doktori iskola; MTA Atommagkutató Intézet -- Kísérleti Magfizika OsztályAz atommagok gerjesztett állapotainak, illetve azok gamma-bomlással történő legerjesztődésének tanulmányozása fontos az atommagok szerkezetének és működésének jobb megértéséhez. Alacsony gerjesztési energiákon az egyes kvantumállapotok spektroszkópiai módszerekkel jól tanulmányozhatók. Az energiát növelve, közepes tömegszámú magok esetén 2-3 MeV, nehéz magoknál már 1-2 MeV környékén elérjük az úgynevezett kvázi-kontinuum tartományt. Ebben a tartományban az állapotok sűrűsége meghaladja az 50 nívó/MeV értéket, amit kísérleti eszközeinkkel már nem tudunk feloldani. Tovább növelve a gerjesztési energiát, eljutunk a kontinuum tartományba, ahol az egyes nívók természetes szélessége nagyobb mint az átlagos nívótávolság, ennek következtében a nívók egymással fedésbe kerülnek, ezért ebben a régióban az állapotok feloldására elvi lehetőség sincs. A kvázi-kontinuum és kontinuum tartományokban az egyes állapotokat nem tudjuk szeparáltan megfigyelni, így csak átlagos magtulajdonságok mérésére van lehetőségünk. Az állapotsűrűség, és a gamma-erősségfüggvény a kvázi-kontinuum, illetve kontinuum tartománybeli gerjesztett állapotokról, és azok gamma-átmeneteiről számot adó statisztikai mennyiségek, melyek nemcsak a modellszámítások, de a további kísérleti vizsgálatoknak is fontos bemenő paraméterei. Mindezek felett, az aktinoida magtartományban ezen mennyiségek pontos ismeretének gyakorlati jelentősége megkérdőjelezhetetlen az új generációs nukleáris reaktorblokkok tervezéséhez, valamint a nagy aktivitású kiégett fűtőelemek transzmutációjához. Az Oslói Egyetem magfizikai csoportjával együttműködve könnyűion reakciókkal aktinoida atommagok állapotsűrűségének és gamma-erősségfüggvényének meghatározását tűztük ki célul a neutron szeparációs energia alatti tartományban. A vizsgált gerjesztési energiatartományban az aktinoidák hasadási reakciócsatornája nyitott. A gerjesztett állapotban keletkező hasadványok által emittált gamma-fotonok okozta háttér kiszűrése érdekében négy darab PPAC modulból felépülő hasadványdetektor-rendszert építettem, és illesztettem a már meglévő CACTUS gamma-detektorrendszerhez. Mindamellett, hogy az új mérőrendszer alacsonyabb hátterű gamma-spektrumok felvételét teszi lehetővé, segítségével lehetőség nyílt gamma-bomlás/hasadás elágazási arány meghatározására is. A vizsgált Th(231-233), Pa(232,233), U(237-239) és Np(238) izotópok sűrűségfüggvényének és gamma-erősségfüggvényének meghatározása mellett, azok mindegyikében sikerült kimutatnunk egy alacsonyenergiás M1 kollektív rezonanciát, az úgynevezett ollózó módust.Tétel Korlátozottan hozzáférhető Investigation of diffusion and solid state reactions on the nanoscale in silicon based systems of high industrial potential: experiments and simulationsParditka, Bence; Erdélyi, Zoltán; Girardeaux, Christophe; Parditka, Bence; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Szilárdtest Fizika TanszékBevezetés Újkori, szilícium alapú technológiákra épült társadalmunkban a vezető szerep a fém-szilicideké és a germánium - szilícium alapú elektronikai eszközöké, vagyis az ezekre épült iparágaké. Akár kontakt akár szerkezeti anyagokról beszéljünk is az imént említett fém-szilicidek jelentős szerepet töltenek be a modern elektronikai iparban. A szilícium a legtöbb esetben valamely más anyaggal közösen van jelen a különféle elektronikai eszközökben, így az különböző összetevők között lejátszódó reakciók kétség kívül nagy érdeklődésre tartanak számot. A kobalt (Co), a nikkel (Ni), a réz (Cu), az ezüst (Ag) és a germánium (Ge) közös múltja messzire nyúlik a szilíciummal (Si) vagy épp csak most kezd szembesülni a tudomány legújabb határmezsgyéivel, melyek új megoldásokat, technológiákat kínálhatnak a jövő problémáira. Célkitűzés és vizsgálati módszerek Kísérleteink és szimulációink során 4 különböző anyagpárost vizsgálva tanulmányoztuk a diffúziót valamint az ahhoz kapcsolódó fizikai folyamatokat. Ezek a következő rendszerek voltak: Si-Ge, Ni-Si, Cu-Si és Ag-Si. Ezen 4 anyagpáros mindegyike szorosan kötődik a jelenlegi vagy épp fejlesztés alatt álló elektronikai alkalmazásokhoz egészen a nanométeres mérettartományig. Jelenlétük az elektronikában, az akkumulátorok, a napelemek és az optikai adathordozók területén tagadhatatlan. Minthogy jelen társadalmunk a szilícium alapú technológiákon nyugvó számítógépek, táblagépek és mobil telefonok iparágaira épül, eme anyagpárosok, technológiák és alkalmazások további kutatása és fejlesztése tekintélyes jelentőséggel bír. Az alábbi munkában leírt mérésekkel és az azokban felsorolt eredményeinkkel szeretnénk hozzájárulni a már elődeink által kitaposott ösvény további szélesítéséhez a tudomány eme terültén annak reményében, hogy az majd másokat is inspirálni fog a jövőben. A feszültség hatása a diffúzió kinetikájára Elméleti alapokon nyugvó számítógépes szimuláció segítségével – az egyszerűség kedvéért, sík geometriai modellel – vizsgáltuk a feszültség diffúzióra gyakorolt hatásait. Arra a kérdésre kerestük a választ, hogy milyen folyamatok eredményeként válik a Nernst-Planck limit dominánssá a Darken limittel szemben, mint ahogy arról korábban már beszámoltak [1]. Szimulációinkban Stephenson egyenleteit használtuk fel, amelyek egy egydimenziós, izotróp, n komponensű rendszerben írják le a diffúziós folyamatok által indukált feszültség növekedését valamint azok viszkózus folyással történő relaxációját [2,3]. A szimulációk egyaránt kiterjedtek azon esetekre, amikor a diffúziós aszimmetria hangsúlyos (erősen koncentrációfüggő diffúziós együttható, mely jelentős eltérést eredményez a diffúzió sebességében fázishatár két oldalán), és azokra az esetekre is, amikor szerepe elhanyagolható volt. Fázisképződés kezdeti lépéseinek vizsgálata a Ni-Si rendszerben XSW alapú technikákkal Németországban a Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) intézet 3. generációs szinkrotron sugárforrásánál, szendvics szerkezetű mintákon (Ta/a-Si/Ni/a-Si/Ta//hordozó), röntgen állóhullám technikán (X-ray Standing Wave - XSW) alapuló méréseket végeztük Ni-Si rendszerben. Célunk a keletkező szilicid fázis kezdeti növekedési szakaszának vizsgálata volt. A mérések során a Ni2Si fázis kezdeti növekedését követtük, majd annak további szélesedését figyeltük meg. Az alacsony szögű röntgen fluoreszcencia (Grazing Incidence X-ray Fluorescence - GIXRF) mérés során a mintákra állandó energiájú nyalábot bocsájtottunk, mely nyaláb energiája a Ni abszorpciós éle közelében volt. Mérés során a a gerjesztett Ni atomok legerjesztődése során kibocsájtott fluoreszcencia jelet mértük. A belépési szög változtatásával továbbá módunkban áll megváltoztatni a kialakuló állóhullám módusait, azaz a duzzadó helyek illetve csomópontok pozícióját, ami által meghatározható a jel eredetének helye. A mért fluoreszcencia jelből egy a Debreceni Egyetem csoportjának egy tagja által kifejlesztett program segítségével módunkban állt kiszámítani a Ni atomok koncentrációját a mintában. Ez egy meglehetősen új, roncsolás-mentes technika, amely segítségével lehetőségünk van mélységi analízist végezni nanométeres feloldással. Mindemellett EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) méréseket is végeztünk, mely során a belépési szöget és az energiát egyaránt változtattuk annak érdekében, hogy egy adott hullám módus állandó maradjon a mérés során. Az EXAFS mérésből információt nyerhetünk a legközelebbi Si-Ni atomi távolságokról valamint megkaphatjuk a szomszédos Si atomok számát a Ni atomok körül. Mivel az EXAFS méréseket is állóhullám módban mértük, így a kapott információ az állóhullámok duzzadó helyeiről származik, ekképpen egy mélységi felbontású EXAFS mérést hajtottunk végre. Jelenlegi ismereteink alapján egyetlen egy ehhez hasonló mérésről tudunk, melyet ugyanennek a debreceni tanszéknek egy csoportja hajtott végre a Co-Si rendszeren, mely során a CoSi fázis kialakulását figyelte meg a csoport. Jelen mérés azonban nem csupán az imént említett korábbi mérések megismétlése egy másik rendszeren, hanem az XSW és EXAFS mérések adatainak összehasonlításával a technika megbízhatóságának továbbfejlesztéséhez is hozzájárult. Minthogy mindkét fent említett technika segítségével meghatározható a Ni2Si/Ni arány az így kapott eredmények összehasonlítása javítja a mérés megbízhatóságát. Fázisnövekedés vizsgálata amorf Si – Cu rendszerben SNMS, XPS, XRD és APT technikák kombinált alkalmazásával A Cu - a-Si rendszer megannyi szilicid fázisa megannyi tudomány területen bukkant fel az elmúlt évtizedben akár a napelemekre akár egyéb energiaforrásokra vagy akár az optikai adathordozókra gondolunk. A Cu3Si fázis például egyes kutatások szerint erősíti az újabb generációs akkumulátorokban található Si nanoszálak szerkezeti integritását és rugalmasságát. A Cu – a-Si rendszeren folytatott mérések során a fázisképződés korai szakasza és a fázis növekedés kinetikájának meghatározása egyaránt célunk volt. Munkánk során több különböző méréstechnikát kombinálva végeztük méréseinket, melyek közt egyaránt megtalálható volt a röntgen diffrakciós mérés (X-ray Diffraction - XRD), atompróbás mérés (Atom Probe Tomography - APT), másodlagos semleges tömegspektrometria (Secondary Neutral Mass Spectrometry - SNMS), profilométeres mérések és 4 pontos ellenállásmérés. Szilicén Ez a rész egy meglehetősen új, az elektronika területén nemrég megjelent anyaggal, a Szilicénnel foglalkozik. A miniatürizáció egyre erősödő hatása olyan új anyagok keresésére sarkallja a kutatói társadalmat mely felválthatná a szilíciumot, mely anyag új lökést adhatna mind az elektronika mind a számítástechnika területén. Az elmúlt évek során e törekvések egy új, Nobel-díj nyertes felfedezésben, a grafénben öltöttek alakot. A grafén fantasztikus tulajdonságokat mutatott az első mérések során, melyek forradalmasíthatnák megannyi tudományág jelen állapotát. Azonban a grafén integrálása a jelenleg létező szilícium alapú technológiába igencsak kérdéses. A periódusos rendszerben a grafént alkotó C atom közvetlen szomszédságában található két atom, név szerint a Si és a Ge mely elvileg hasonló 2 dimenziós, méhkas struktúra kialakítására alkalmas. Így a szilícium atomokból álló szilicén, mely a grafénhez igen hasonló, eszményi jelölt lenne a fent említett integrációs probléma megoldására. Ebből adódóan mind az elméleti mind pedig a gyakorlati vizsgálata ennek az új anyagnak meglehetősen fontos lehet. Éppen ezért kutatásainkat erre az anyagra fókuszáltuk. Méréseink során AES (Auger Electron Spectroscopy), LEED (Low Energy Electron Diffraction) és STM (Scannig Tunneling Microscopy) méréseket végeztünk azért, hogy meghatározzuk a különböző szilicén struktúrák stabilitását és a szilícium ezüstbe történő beoldódási limitét. Vizsgálataink során a (4 X 4) és a (2√3 X 2√3)R30° szilicén struktúrák stabilitását vizsgáltuk megközelítőleg 1 atomi réteg ezüstre párologtatott szilícium segítségével. Új tudományos eredmények Az alábbi eredmények számos tudományos folyóiratban jelentek meg és képezték konferencia előadások és poszterek anyagát. A feszültség hatása a diffúzió kinetikájára Eredményeink alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy a feszültséghatások nem járnak lényeges hatással a fázishatár eltolódás kinetikájára, azaz a parabolikus növekedés megmarad, bár a keveredési sebesség lelassul. A feszültségtér megnöveli a lassabb, míg lelassítja a gyorsabban atom áramát. Ebből adódóan kezdeti különbségük kiegyenlítődik, amely a Nernst-Planck limit kialakulásához vezet. Ennek kialakulása nagyon gyorsan bekövetkezik, még mielőtt bármiféle mérhető fázishatár eltolódás megjelenne. Ezek az eredmények összhangban állnak Schmitz és munkatársainak kísérleti eredményeivel. Fázisképződés kezdeti lépéseinek vizsgálata a Ni-Si rendszerben XSW alapú technikákkal Méréseinkkel rámutattunk, hogy az EXAFS és GIXRF mérések eredményei segítéségével, valamint ezen eredmények egybevetésével képesek vagyunk nyomon követni a fázis növekedés kezdeti szakaszát egy fém-szilicid rendszerben a minta roncsolása nélkül megbízható eredményeket szolgáltatva. Mind az EXAFS mind pedig a GIXRF mérések eredményei alapján kimutatható volt a Ni2Si fázis megjelenése és későbbi növekedése. A két különálló mérési eljárás eredményei jó korrelációt mutattak. Munkánk során tovább fejlesztettük a már létező kiértékelési eljárást az EXAFS és GIXRF egymástól teljesen függtlen mérési eredményeinek összevetésével. Mindkét mérési eljárás lehetőséget nyújt a INi2Si/INi arány meghatározására a hőkezelési idő függvényében, mely eredmények összehasonlíthatók, így növelve a megbízhatóságát ennek az összetett mérési eljrárásnak. Fázisnövekedés vizsgálata amorf Si – Cu rendszerben SNMS, XPS, XRD és APT technikák kombinált alkalmazásával Alapvetően két igen érdekes eredmény született ezekből a méréseinkből. Elsőként kimutattuk, hogy a Cu/a-Si/hordozó szerkezetű minta esetén a fázisnövekedés lineáris kinetikát követett ellentétben a szakirodalomban fellelhető parabolikus növekedési kinetikával [4], amelyet 450-500 K hőmérsékleti tartományban végeztek. Ezt követően kimutattuk, hogy az imént említett lineáris fázisnövekedést megelőzően egy elképesztően gyors nukleáció következett be a legrövidebb hőkezelést követően, mely esetén éppen csak addig tartottuk a kívánt hőmérsékleten a mintát, amíg a felmelegítés során elértük az adott hőmérsékletet, amit aztán rögtön hagytunk lehűlni. Meglepő módon még ekkor is egy mintegy 20 nm vastag fázis alakult ki a mintában. A jelenség tisztázása érdekében két újabb, eltérő szerkezetű mintát vizsgáltunk: Cu/a-Si/Cu/hordozó és a-Si/Cu/a-Si/hordozó. A méréseinkből kimutatható volt, hogy a fázisnövekedés azon fázishatárokon indult meg ahol a Cu az a-Si felett helyezkedett el, míg a másik fázishatár gyakorlatilag változatlan formában megőrződött. Ez a mérési eredmény jó példával szolgál annak demonstrálására, hogy az egyes rétegek gyártási sorrendje mennyire kritikus jelentőséggel bírhat a fázisnövekedésben. A jelenség ebben az esetben azzal magyarázható, hogy a Si szeret a felületen szegregálni ebben a rendszerben, így mikor a Si-ot porlasztjuk a Cu-re az termodinamikailag kívánatosabb, mint mikor a Si kerül a Cu alá. Ebből következőleg az utóbbi esetben, mikor a Si a Cu alatt helyezkedik el, a Si atomok bediffundálnak a Cu rétegbe, ezáltal egy kevert réteget létrehozva, míg a másik fázishatár alapvetően éles marad. A fázis megjelenése értelemszerűen sokkal egyszerűbb abban az esetben ahol már alapvetően adott egy kevert zóna. Szilicén Méréseink során az AES, LEED és STM mérések eredményei alapján meghatároztuk a Si beoldódási határát az Ag-ben. Eredményeinket a szilicén (4 X 4)-es struktúráján végzett méréseinkre alapoztuk. A beoldósási határ értékét 1.88 at% -nak találtuk 300 oC-on. Referencia [1] G. Schmitz, C.B. Ene, C. Nowak, Acta Materialia 57 (9) (2009) 2673–2683. [2] G. Stephenson, Acta Metallurgica 36 (10) (1988) 2663–2683. [3] D. Beke, P. Nemes, Z. Erdélyi, I. Szabó, G. Langer, Material Research Symposium on Proceedings 527 (1998)99–110. [4] R.R. Chromik, W.K. Neils and E.J. Cotts, J. Appl. Phys., 86 (1999) 4273.Tétel Korlátozottan hozzáférhető Magreakció hatáskeresztmetszetek meghatározása és felhasználásuk deuteronindukált reakciók analitikai alkalmazásábanCsedreki, László; Kiss, Árpád Zoltán; Fizikai tudományok doktori iskolaDoktori értekezésemben az MTA Atommagkutató Intézet Ionnyaláb-fizikai osztályán 2011 és 2014 között elért, több deuteronindukált magreakció hatáskeresztmetszetének a meghatározásával kapcsolatos eredményeimet mutattam be. A dolgozatom könnyű magokon (szén (12C), nitrogén (14N), szilícium (28Si)) deuteronnyalábbal keltett magreakciók vizsgálatára épül, amellyel elsődleges célom a részecskeindukált gamma-emissziós (PIGE) módszer fejlesztése volt. A doktori értekezésem utolsó fejezetében, részben az általam meghatározott eredményeket felhasználva, a hegesztési folyamatokban alkalmazott különböző védőgázok hatásának jobb megértését tűztem ki célul. In my PhD thesis I have presented my scientific work which I carried out in the Section of Ion Beam Physics of MTA Atomki between 2011 and 2014. My main objective was the development of PIGE analytical technique via the determination of cross sections of various deuteron induced nuclear reactions on light nuclei such as carbon (12C), nitrogen (14N) and silicon (28Si). The aim of the investigation, presented in the last chapter of my PhD thesis was the better understanding of the effect of different protective gases (e.g. oxygen) on the welding process. For the above purpose I utilized the determined gamma-ray and particle production cross sections.