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
legfrissebb feltöltések
Megjelenítve 1 - 20 (Összesen 177)
Tétel Szabadon hozzáférhető Stroncium és ólom izotóparányok alkalmazása élelmiszeripari termékek és régészeti leletek azonosításábanHorváth, Anikó; Palcsu, László; Horváth, Anikó; Fizikai tudományok doktori iskola; Egyetemen kívüliDolgozatomban azt mutatom be, hogyan alkalmaztam hazánkban elsőként saját mérőberendezésen mért stroncium és ólom izotóparány eredményeket régészeti leletek és élelmiszeripari termékek földrajzi lelőhely területének behatárolása kapcsán. A kutatómunkám részét képezte az izotóparányok mérésére szolgáló analitikai módszerek kidolgozása és optimalizálása mellett roncsolási és mintatisztítási eljárások fejlesztése is eltérő mintatípusok (karbonát, talaj, élelmiszer és archeológiai lelet – kerámia tárgy, csont, fog) esetén. Magyarország teljes területéről vizsgáltam eper és hozzájuk tartozó talajmintákat stroncium izotóparányuk alapján. A feldolgozott eper és talajminták könnyebb átláthatósága céljából készült egy PoC (Proof of concept) webes alkalmazás, amely adatbázis az eredmények könnyebb átláthatósága, összesítése és a különböző területekről származó minták stroncium izotóparány eredményeinek összehasonlíthatósága céljából született. Elemeztem hat magyarországi borvidék, a pannonhalmi, villányi, tokaji, egri, kunsági és hajós-bajai borvidék borait, hogy feltérképezzem Magyarország borvidékeinek stroncium izotóparányát. Sikeresen alkalmaztam a stroncium izotóparány módszert régészeti leleteken (fog és csont) és geológiai (karbonát) mintákon. Elemeztem nagy ólom tartalmú kályhacsempék kerámiamázában az ólom izotóparányt, melyre kidolgoztam egy olyan minta-előkészítési módszert, mely nem roncsolja a leletet, egyszerű, gyors, eszköz és vegyszer igénye minimális, és a kapott ólom izotóparányok alapján megállapítottam a felhasznált ólom ércforrásának eredetét is.Tétel Szabadon hozzáférhető Light-induced non-adiabatic properties in molecular systemsUmarov, Otabek; Vibók, Ágnes; Umarov, Otabek; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai KarMy dissertation discusses light-induced non-adiabatic molecular properties of the NaH and H2CO molecules using extensive numerical theoretical calculations. I investigate the light-induced dissociation of NaH, together with the fragment kinetic energy release spectra and angular distributions in the presence of light-induced conical intersections and light-induced avoided crossing formed by an electric field. In addition, the assignment of this research is to study the effect of this system’s PDM on dissociation processes. My second work investigates the topological aspects of cavity-induced degeneracies in H2CO. In this case, the Berry phase (or geometric phase) and the non-adiabatic coupling terms between two polaritonic states of this system in the vicinity of the light-induced conical intersection are studied.Tétel Szabadon hozzáférhető Vízminták alternatív radiokarbon mérési módszereinek fejlesztése és alkalmazása a nukleáris környezetellenőrzésben és vízbázisvédelembenMolnár, Anita; Dr. Molnár, Mihály; Molnár, Anita; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai KarA vizekben lévő radiokarbon (C-14) vizsgálatok kulcsszerepet játszanak a vízbázisvédelem és a környezetvédelem területén. Az ilyen célú vizsgálatok világszerte nagyrészt a szervetlen szénformák radiokarbon mérésével történnek. Azonban a szervetlen kötésben lévő radiokarbonra épülő vízvizsgálatok nem feltétlenül biztosítanak számunkra elegendő információt, valamint a természetes fosszilis karbonátok beoldódásának hígító hatása befolyásolhatja a mérési adatokat és ezáltal nehezíti azok reális értékelését. A fellépő hidrokémiai folyamatokra kevésbé érzékeny az oldott szerves szén frakció, melynek 14C vizsgálata jó szolgálatot tehet az idős felszín alatti vizek kormeghatározásában is. Mára már bizonyossá vált, hogy a szerves formákhoz kötött 14C izotóp vizsgálatoknak kiemelt szerepe van, mivel vízben jól oldódik, mobilis, relatíve hosszú a felezési ideje (T1/2 = 5700±30 év) és akár gázfázisban is terjedhet. Semleges és lúgos körülmények között a geoszférában az ásványi felületekkel gyenge a kölcsönhatása, az emberi táplálékláncba könnyen beépül, ezáltal egy radioaktív hulladéktároló életidejének első néhány tízezer évében a legjelentősebb dózisjárulékkal bír az emberre és környezetre. A nukleáris ipar és a radioaktív hulladéktárolók környezetellenőrzésének részeként leginkább a vizek szervetlen 14C vizsgálatai terjedtek el, azonban egyes atomerőmű típusok esetén, mint a hazánkban is üzemelő PWR típusú paksi atomerőmű, jellemzően a működésük során csak 5-25%-ban szervetlen míg 75-95%-ban szerves formákhoz kötött a gáznemű radiokarbon kibocsátás. A radioaktív hulladéktárolók esetén is jelentős mértékben számolhatunk szerves 14C jelenlétével a betárolt szerves alapanyagú hulladékok miatt. Ahhoz, hogy a vizek és egyéb folyadékok szerves C-14 vizsgálatát elvégezhessük, megbízható, egyszerű és költséghatékony módszer kidolgozására van szükség, hogy az alkalmazható legyen az ipar számára.Tétel Szabadon hozzáférhető A béta-késleltetett részecskekibocsátás jelensége és kísérleti vizsgálataVitéz-Sveiczer, András; Kiss, Gábor Gyula; Sveiczer, András; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai IntézetDisszertációmban két, a RIKEN Nishina Center kutatóintézetben végzett, radioaktív ionnyalábos kísérlet eredményeit tárgyalom. A kísérletek során rövid (50 ms és 5 másodperc közti) felezési idej ű izotópokat állítottunk el ő a béta-bomlásuk és a béta-késleltetett részecskekibocsátásuk vizsgálatának céljából. A bomlási paramétereik – mint felezési id ő, bomlási sémák, logft értékek, protonkibocsátási és neutronkibocsátási valószín ségek – további vizsgálatok alá estek magelméleti és/vagy asztrofizikai motivációk okán. Az első kísérlet során a 70Kr mag béta-bomlását tanulmányoztam. A kísérletet a RIKEN Nishina Centerben végeztük, ahol egy 78Kr ionokból álló ionnyaláb fragmentációjával hoztuk létre a 70Kr magokat. Három különböző módszerrel sikerült meghatároznom a felezési időt, ami jelentősen pontosabb eredményt adott, mint a korábbi irodalmi adatok. Emellett elsőként mértem meg a protonkibocsátási valószínűséget is, és egy részletes bomlási sémát állítottam fel, amely 10 új nívót és 15 új átmenetet tartalmaz. A béta-bomlás redukált átmeneti valószínűségeinek vizsgálatával információkat szereztünk a 70Kr mag alapállapoti alakjáról, és igazoltuk az úgynevezett pszeudo-SU(4) szimmetria helyreállását az A=70 magok esetén. Ezt követően a ritkaföldfém-csúcs kialakulását vizsgáltam, szintén a RIKEN Nishina Centerben végrehajtott kísérletünk során, ahol 238U ionnyaláb indukált maghasadásával neutronban gazdag izotópokat hoztunk létre, és azok felezési idejét, valamint béta-késleltetett neutronkibocsátási valószínűségét határoztam meg. Az eredmények jelentős eltéréseket mutattak a korábbi magmodellek jóslataihoz képest, és javaslatokat tettem ezek pontosítására. Az új mérések alapján sikerült csökkenteni a ritkaföldfém-csúcs kialakulásával kapcsolatos bizonytalanságokat, ami hozzájárulhat a jelenség jobb megértéséhez, és megmutattuk, hogy az előfordulási gyakoriságok csupán néhány izotóp bomlási paramétereitől függenek jelentős mértékben. Munkámmal új, jelentős ismereteket szereztünk a 70Kr mag béta-bomlásáról és a ritkaföldfém-csúcs kialakulásáról, melyek hozzájárulnak a magfizika és az asztrofizikai r-folyamat mélyebb megértéséhez.Tétel Szabadon hozzáférhető Magnetohydrodynamic waves and instabilities in the solar atmosphereZsámberger, Noémi Kinga; Erdélyi, Róbert; Zsámberger, Noémi Kinga; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai KarA naplégkör számos különböző méretskálán osztható kisebb szerkezeti elemekre, és komplex, csatolt plazma rendszert alkot, melyet mágneses terek hatnak át és amely különféle áramlások hatása alat áll. Mindezen tényezők hozzájárulnak ahhoz, hogy többféle hullámvezető szerkezet alakuljon ki csillagunk légkörében, melyek pedig képesek magnetohidrodinamikai (MHD) hullámok vezetésére. Jelen tézis célja e hullámok és instabilitásaik tanulmányozása, mágneses rétegződéses descartesi-i hullámvezető modellek egy családjának alkalmazása által, amelyek alkalmazhatóak a neplégkör szerkezetének leírására. További cél a jövőbeli gyakorlti tanulmányok által alkalmazható elméleti diagnosztikai módszerek kidolgozása, amelyek napfizikai magneto-szeizmológiai kutaásokban nyerhetnek felhasználást. Így különösen vizsgáljuk a klasszikus mágneses rétegződéses modellhez adott aszimmetria különböző forrásainak hatását a rendszer stabilitására valamint az általa vezetett hullámokra. Elsőként egy statikus mágneses rétegződéses rendszert vizsgálunk, amelyet homogén, súrlódásmentes plazma tölt ki, és amelyet különböző áramlásokat tartalmazó aszimmetrikus környezetbe helyezünk. Levezetjük rendszer által vezetett magnetoakusztikus hullámok diszperziós relációját, és leírjuk a kvázi-hurka és kvázi-kihajlási módusok viselkedését, valamint az aszimmetria paraméterek instabilitás okozásához szükséges küszöbértékeit. Ezután a modelleket tovább álalánosítjuk az aszimmetria további forrásainak valamint áramlásoknak a hozzáadásával. Ismét levezetjük az immár általánonsabb diszperziós relációt valamint annak közelítő megoldásait, és vizsgáljuk a KHI küszöböt néhány különböző egyensúlyi paraméterhalmaz esetében. Végül háromszög alakú áramlási profilt helyezünkn a rendszer középső rétegébe, és levezetjük a kihajlási módusú rezgéskre érvényes diszperziós relációt, amelynek különféle határeseteit vizsgáljuk analitikus módszerekkel. A tanulmányt kezdeti numerikus elemzés zárja, amely az instabilitási régió kiterjedésének függését vizsgálja a sűrűségi, mágneses, és réteg-szélességi paraméterektől.Tétel Szabadon hozzáférhető Fázis- és szerkezetátalakulások vizsgálata Si-Ge és Fe-Pd vékonyfilmekbenGulyás, Szilvia; Katona, Gábor; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai Intézet::Szilárdtest Fizikai TanszékA vékonyfilmekben és kristályos anyagokban lejátszódó diffúziós folyamatok és szilárdtestreakciók vizsgálata a modern anyagtudomány élvonalába tartozó kutatási terület, mely nemcsak alapkutatás, hanem a gyakorlati alkalmazások szempontjából is fontos, hiszen ezeknek az anyagoknak a gyakorlati felhasználása is rendkívül széleskörű. A vékonyfilmekben végbemenő folyamatok amellett, hogy szerepet játszanak az új anyagok kialakulása során, befolyásolják az eszközök működési tulajdonságait is. Tehát a kutatási eredmények segítségével lehetőség nyílik új, a korábbiaknál hatékonyabb, hosszabb élettartamú eszközök fejlesztésére, valamit az előállított anyagok tulajdonságainak bizonyos felhasználásokra történő optimalizálására is. A dolgozatban bemutatom a termoelektromos Si-Ge-Au multirétegeken végzett vizsgálatok eredményeit. A kutatómunka célja volt, megismerni, hogy a Si-Ge rendszerhez adott Au hogyan viselkedik, azaz a hőkezelések után milyen szerkezetben van jelen, milyen a mélységi eloszlása a filmben, valamint, hogy milyen tényezők határozzák meg ezen viselkedését. Az eredmények segíthetnek a korábbi irodalmi eredmények értelmezésében. Bemutatom továbbá különböző Fe-Pd alapú mágneses vékonyfilmekben hőkezelések hatására lejátszódó diffúziós folyamatokat és fázisátalakulásokat. A vizsgálatok célja volt megismerni, hogy a rendszerhez adott különböző harmadik komponensek és/vagy pufferrétegek alkalmazása milyen folyamatokat indukálnak és milyen szerkezetek kialakulását idézik elő Fe-Pd mintákban, elősegítik e a rendezett tetragonális L10 fázis kialakulását a rendszerben. Investigation of diffusion processes and solid state reactions in thin films is one of the most researched areas of nowadays materials science. These investigations do not only provide important information for fundamental science but there is also widespread technical application of this materials. The processes in the thin films play important role during the formation of new materials and can also influence the operating properties of the devices. Therefore, using the results of the researches makes it possible to develop new, long life, and more efficient devices. And it can be also possible to optimize the properties of these devices for specific applications. In the thesis I present results obtained during the investigation of thermoelectric Si-Ge-Au multilayer thin films. The aim of the research was to study the behaviour of the Au added to the Si-Ge system; i.e. in what structure the Au appears in the system after annealing and what is the depth distribution of it. The results can help the interpretation of previously published results. Furthermore, I present the diffusion processes and phase transformations in Fe-Pd thin films during low temperature annealings. The aim of the research was to investigate how the methods such as addition of third components and/or buffer layers work in the Fe-Pd system. We aimed to investigate and understand the underlying processes and whether they promote the formation of the ordered tetragonal L10-FePd phase.Tétel Szabadon hozzáférhető Kétatomos molekulák vibrációs dinamikájának szabályozása és monitorozása ultrarövid lézerimpulzusokkalBiró, László; Csehi, András; László; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai Intézet::Elméleti Fizikai TanszékDoktori kutatómunkám során célom kvantumdinamikai szimulációk segítségével a kétatomos molekulákban végbemenő vibrációs magdinamikai folyamatok ultrarövid lézerimpulzusokkal történő monitorozási és szabályozási lehetőségeinek tanulmányozása volt. A magsűrűség rekonstruálására vonatkozó monitorozási eljárás során az időfüggő Schrödinger-egyenlet megoldását a széles körben alkalmazott multi-konfigurációs időfüggő Hartree (MCTDH) 14 algoritmus segítségével valósítottam meg. Szimulációim folyamán az alkalmazott impulzus, impulzussorozatok paraméterének (impulzushossz, intenzitás, központi frekvencia) optimalizálásával célom a pontos rekonstrukció mellett, a dinamikát jellemző mennyiségek összehasonlítása, illetve a rekonstrukció korlátainak vizsgálata volt. A mag vibrációs dinamikájának kontrollálása esetén a Schrödinger-egyenlet inverz megoldása alapján olyan impulzusalakok meghatározása volt a célom, mely előre definiált vibrációs átmenetet hoz létre kötött elektronállapoton belül. My PhD research was focused on the study of the possibilities to monitor and control vibrational nuclear dynamics in diatomic molecules using ultrashort laser pulses by quantum dynamics simulations. In the monitoring procedure for reconstructing the nuclear density, the solution of the time-dependent Schrödinger equation is obtained by the widely applied multi-configuration time-dependent Hartree (MCTDH) algorithm. In the process of my simulations, I optimized parameters of the pulse (pulse length, intensity, central frequency) and pulse series used with the aim of comparing the dynamics quantities and investigating the limits of the reconstruction in addition to an accurate reconstruction. In controlling the vibrational dynamics of the nuclei, my goal was to determine pulse shapes that produce a predefined vibrational transition within a bound electron state based on the inverse solution of the Schrödinger equation.Tétel Szabadon hozzáférhető Investigation of noisy character of thermally and stress induced phase transformations by acoustic emission in Ni49Fe18Ga27Co6 shape memory single crystalsKamel, Sarah Mahmoud Mohamed; Beke, Dezső; Kamel, Sarah Mahmoud Mohamed; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai KarShape Memory Alloys, SMAs, form a class of smart materials that can remember their original shape after deforming under an external stimulus, like stress, thermal, magnetic or electric (𝝈 ,𝑻,𝔹,𝔼) fields. The properties of SMAs arise from the martensitic transformation, MT, between two solid phases in a diffusionless manner or from the rearrangement of martensite variants. During structural changes (SCs), SMAs usually absorb/release energy by undergoing a reversible hysteretic shape change. The hysteresis is the key characteristics of many properties in SMAs including: super-plasticity, super-elasticity, rubber-like behavior, elasto-caloric and magneto-caloric effects. These properties have made them important in many technical applications including medical implants, sensors, robotic muscles, electric and thermal actuators. The stress induced reversible transformation (super-elasticity) is one of the most frequently used property of shape memory alloys (two-way shape memory effect). Increasing the stress (loading) in austenitic state, at a certain stress level, the transformation to martensite starts and takes place until the transformation is finished, which results in a plateau with positive slope on the stress-strain curves, and the unloading leads to a closed hysteresis loop. Below a certain temperature, after removing the stress, the sample remains in martensitic state and turns back to austenite only by thermally induced reverse transformation (i.e. by increasing the temperature). In some cases it was observed that, instead of having a smooth stress-strain plateau, stress jumps on the loading and unloading stress strain curves appeared and, at the thermally induced recovery, had a burst-like transformation, by about 2-4 orders of magnitude faster transition than the normal thermally induced one and often accompanied with jumping of the sample and an audible click was herd. Understandingof these phenomena is still far not complete and for better understanding of the dynamics of these behaviors, Ni49Fe18Ga27Co6 single crystals were selected as a new type of promising ferromagnetic and high temperature SMAs. These, as compared to the well studied Ni2MnGa alloy, are less brittle and by changing the Co content the mechanical and magnetic properties can be finely tuned. Structural changes (SCs) in SMAs proceed through a sequence of small discontinuous jumps between local stable states: this due to the discontinuous nucleation events and to intermittent motion of A/M interfaces and/or twin boundaries. Under slowly changing external driving field, these usually lead to emission of different acoustic, thermal or (in case of ferromagnetic SMAs) magnetic, noise signals. The emitted noise signals consists of the so called avalanches. It is well-known that temporal shapes of avalanches, 𝑉(𝑡) (𝑉 is the detected voltage signal, t is the time), have self-similar behavior. It was theoretically predicted that the normalized 𝑉(𝑡)function (e.g. dividing both the values of V and t by 𝑆^(1/2) , where S is the area of the avalanche), averaged for fixed S, should be the same, for the same avalanche mechanisms. However, there are experimental evidences that the average temporal shape of avalanches do not scale completely in a universal way. Furthermore, self-similarity of the crackling noise implies scaling relations between avalanche parameters: amplitude, A, duration, D, size, 𝑆 = ∫ 𝑉(𝑡)𝑑𝑡, energy, E∝ ∫ (𝑉(𝑡)^2) 𝑑𝑡, were E ∝ 𝐴^( 2𝛾−1/ 𝛾−1)and S ∝ 𝐴^( 𝛾−1) . According to the main field theory, MFT, 𝛾 = 2. In addition to the problem of universal scaling of the temporal avalanche shapes, the above exponents obtained from AE experiments contradicted to the theoretical predictions leading to the so-called AE enigma (e.g. the power relation between E and A led to E ∝ 𝐴^2 instead of E ∝ 𝐴^3, predicted from the MFT. Thus, part of my theses is devoted to this problem.Tétel Szabadon hozzáférhető Funkcionális vékonyréteg bevonatok készítése és vizsgálata orvosbiológiai, valamint méréstechnikai alkalmazásokraBuga, Csaba; Csík, Attila; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai Intézet::Szilárdtest Fizikai TanszékBár sokszor nem vesszük észre, de a vékonyrétegek életünk számos területén előfordulnak, napjaink szerves részévé váltak. A megfelelő vastagságú, összetételű és szerkezetű vékonyrétegek nyújtotta lehetőségeket kihasználva alkalmazásukkal többek között a minket körülvevő technológiai eszközeink (hordozható számítógépek, mobiltelefonok) méretét csökkenthetjük, más eszközökben határrétegként szerkezeti és funkcionális stabilitást biztosíthatunk, szerszámaink felületének szerkezeti-kémia módosítása révén kopásállóbbá és hatékonyabbá teszik. Ezen célok eléréséhez sokszor többféle anyag kombinációjával készített vékonyréteget kell építeni, úgynevezett multirétegeket, melyek elengedhetetlenek olyan mindennapi eszközökben mint például a szemüveglencsék, napelemek vagy éppen az akkumulátorok. A vékonyrétegeket funkcionalitásuk szempontjai alapján is csoportosíthatjuk. Lehetnek kémiai/fizikai védelmet biztosító rétegek olyan eszközök felületén, mint például diffúziós gátak, biokompatibilitást növelő rétegek, illetve aktív rétegek, melyek külső behatásokra valamilyen fizikai választ adnak szenzorokban vagy fénykibocsájtó eszközökben. Kutatómunkám első felében fogászati implantátumok biokompatibilitását növelő felületi bevonatréteg, a második felében pedig radioaktív sugárzás detektálására alkalmas lumineszcens vékonyréteg előállításával és tulajdonságaik vizsgálatával foglalkoztam. Az implantátumok felületi rétegeinek alapja egy CaSi kerámiapor, mely felhasználásával titán hordozón nanostruktrurált bevonatréteget kialakításának lehetőségeit vizsgáltam, az implantátumok beültetését követő csontosodási idő jelentős csökkentése érdekében. Munkám folytatásaként szervetlen perovszkit nanokristályok kémiai szintézisével és belőlük vékonyrétegek építésével foglalkoztam. A vékonyrétegek besugárzását radioaktív sugár¬forrásokkal és részecskegyorsító nyalábjával végeztük az irodalomban jelenleg nem elérhető adatokat gyűjtve a perovszkit vékonyrétegek részecskedetektorként való alkalmazási lehetőségeire.Tétel Szabadon hozzáférhető Fém nanorészecske alapú plazmonikai nanostruktúrák paramétereinek és érzékenységének modellezéseSzántó, Géza Levente; Csarnovics, István; Bonyár, Attila; Géza Levente; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai IntézetA doktori dolgozatomat az egyrészecskés gömb és kocka alakú nanorészecskék optikai tulajdonságainak és érzékenységnek vizsgálatával kezdtem. Ez kiindulási pontként és összehasonlítási alapként is szolgált a további eredményeimhez. Bemutattam, hogy a tömbi törésmutató-érzékenység ezüst anyagú részecskéknél magasabb, mint arany esetén továbbá, hogy a kocka alak előnyösebb a gömbnél, valamint, hogy a részecske méretének növelésével annak érzékenység is nő. 10 − 100 nm méretű arany és ezüst csatolt részecskepárok tömbi törésmutatóérzékenységének és erősítési-tényezőjének (EF) leírásával folytattam a tárgyalásomat. Gömb alakú részecskékből álló pároknál magasabb EF-t tapasztaltam, mint kocka pároknál. Ennek ellenére kockákkal csatolt részecskék esetén is nagyobb abszolút érzékenység érhető el, mint gömbökkel. A részecske anyagi összetételének szerepét tanulmányozva is az előző állításhoz hasonló megállapításra jutottam: arany részecskepárokkal nagyobb erősítés érhető el, ennek ellenére még kisebb távolságoknál is az ezüst részecskepárok érzékenysége magasabb. Az eredmények az is megmutatják, hogy csak a nagyon közeli részecskék esetén szignifikáns a csatolódás hatása. Az effektus akkor lesz számottevő (EF > 1, 5), ha a pár tagjai közelebb vannak egymáshoz, mint az átmérőjük fele-harmada. A távolság csökkentésével a részecskepárok érzékenysége kétszeresére–háromszorosára növelhető a nem csatolt részecskékhez képest. A következő fejezetben Ag@Au és Au@Ag mag-héj rendszereket vizsgáltam meg. Mindkét esetben az extinkciós spektrum csúcsai kategorizálhatóak az alapján, hogy az egyszerű (nem mag-héj) arany, vagy ezüst részecskék csúcsaihoz hasonlatosak. Ez alapján a mérettartományok feloszthatóak két fő tartományra. A különböző csúcstípusok dominálta tartományok Ag@Au részecskéknél élesen szeparálódnak. Ezzel szemben Au@Ag összetétel esetén nem mindenhol figyelhető meg éles határ, néhol az összefolyt csúcsok gyors, de folytonos átmenete tapasztalható. Megállapítottam, hogy mag-héj rendszerekkel jelentősen növelhető az érzékenység az egy fémből készült nanorészecskékhez képest. Ilyen növekedést azonban csak a (rövid hullámhosszú) ezüst csúcsok által uralt tartományokon tapasztaltam. Az érzékenység növekedése majdnem mindig az adott csúcs kiszélesedésével, ellaposodásával járt együtt, ami a FOM-ra negatívan hat. (A mérések tervezési folyamatában ezt a hatást is érdemes figyelembe venni és kompromisszumra törekedni.) Érzékenység szempontjából Au@Ag struktúrákkal jobb eredményt lehet elérni, de a részecske kémiai védelmét is figyelembe véve érdemes megfontolni az Ag@Au rendszerek alkalmazását is. Utóbbi esetben csupán pár nm vastag arany héj is alkalmas lehet arra, hogy megóvja a részecskét az oxidációtól és egyben növelje az érzékenységét is az egyszerű ezüst részecskéhez képest. A mag-héj részecskepárokat is hasonló módszerrel vizsgáltam meg, mint az egyedi mag-héj részecskéket. Ezen rendszereknél is megfigyelhető a legintenzívebb extinkciós csúcsok közötti váltás a mag méretének és a héj vastagságának függvényében. Az egyedi részecskéknél leírt határvonal részecskepároknál a párok közötti távolság függvényében a mag-héj méretek síkján elmozdul. A határvonal Ag@Au rendszereknél a párok közelítésével a vékonyabb héjak fele mozdul, míg Au@Ag-nál a kisebb magok irányába. A határvonal közvetlen környezetében, annak az ezüst csúcsok uralta részén általában megnövekedett érzékenység tapasztalható egyedi részecskéknél. Ez így van párok esetén is, azonban sajnos az összefolyó csúcsok gyakran pont ezen a részen az extinkciós spektrum kiszélesedését és ellaposodását okozhatják. Hasonlóan az egyszerű (nem mag-héj) részecskék esetéhez: amíg a spektrumot egyetlen csúcs uralja, az érzékenység a legtöbb esetben növelhető a pár tagjainak közelítésével. Ilyenkor a csúcs hullámhossza szintén nő. Bemutattam, hogy az érzékenység a megfelelő távolság kiválasztásával mind Ag@Au, mind Au@Ag mag-héj részecske pároknál tovább növelhető. Az eredményeimet tárgyaló utolsó fejezetben a prizma alakú részecskékkel kapcsolatos kutatásaimról írtam. Ezen kutatás során lehetőségem volt a szimulációim eredményeit nanorészecskék kísérletileg mért spektrumával összevetni. Ehhez prizma részecskék SEM képeit és extinkciós spektrumát kaptam meg. Szimulációs eredményeim alapján bemutattam, hogy a prizma alakú részecskék három geometriai paraméterrel jellemezhetőek és ezek döntően befolyásolják a kialakuló extinkciós spektrumot és az érzékenységet. A mintában – melyek a szimulációk alapjául szolgáltak – egy átlagos nanorészecske a következőképpen írható le: élhossz: 150 nm, vastagság: 10 nm, lekerekítettség: 0, 1. A kísérleti spektrum alapján az ilyen részecskék keskeny, a közeli infravörös tartományba tolódó (1000 nm), érzékeny csúccsal jellemezhetőek. A diszkrét paraméterekkel vizsgált részecskék szimulációjával bemutattam az egyes geometriai paraméterek hatását. Egyedi részecskék vizsgálatával azonban nem tudtam megmagyarázni sem a mért csúcs szélességét, sem annak a szimulációs eredményekénél némileg hosszabb hullámhosszát. Felvetődött, hogy a részecskék felületén kialakuló dielektrikum-réteg okozza az eltérést, de ezt végül megcáfoltam. Azt a sokkal ésszerűbb magyarázatot fogadtam el, hogy a szóban forgó eltérést az okozza, hogy diszkrét paraméterekkel leírható részecskéket vizsgáltam, azonban a minta egy sokrészecskés rendszer, így leírásához a geometriai paraméterek eloszlását is figyelembe kellene venni. Kidolgoztam egy egyszerű modellt, amely a paraméterek Gauss-eloszlását feltételezi. Ezt alkalmazva olyan szimulációs eredményeket kaptam, amelyek sokkal nagyobb összhangban vannak a kísérleti eredményekkel.Tétel Szabadon hozzáférhető Funkcionális renormálási csoport módszer alkalmazása a kvantumelméletbenGégény, Flóra Enikő; Nagy, Sándor; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai KarA dolgozatban a renormálási csoport módszert alkalmaztam népszerű térelméleti modellekre. A Wetterich-egyenlet keretében, valós időben megvizsgáltam a sine-Gordon modellt és a \phi^4-en modellt, követtem a csatolások fejlődését, meghatároztam a fáziszerkezeteket és fixpontokat. Az aszimptotikusan biztonságos gravitácó modelljében euklideszi téridőben bilokális potenciált feltételezve számoltam az evolúciókat. Szintén ebben a modellben, már valós időben, új csatolásokat bevezetve a modell Lorentz-szimmetriájának sérülését tanulmányoztam. In the dissertation I applied the renormalization group method to popular field theoretic models. In the framework of the Wetterich equation, I examined the sine-Gordon model and the \phi^4 model in real time, followed the evolution of the couplings, determined the phase structures and fixed points. In the asymptotically safe gravity model I calculated the evolutions assuming a bilocal potential in Euclidean spacetime. Also in this model, now in real time, I studied the violation of the Lorentz symmetry by introducing new couplings.Tétel Szabadon hozzáférhető Modelling of singly charged ion-atom collisions in fusion plasmaAl-Ajaleen, Musab Salameh Ali; Tőkési, Károly; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai KarThe inelastic electron processes in ion-atom collisions have great significance in many fields of science, such as particle beam therapy and fusion plasma physics. Among electron processes, ionisation has a great influence in radiation physics, atomic and molecular structure exploration, and modelling and diagnosing the magnetically confined fusion plasmas in tokamak reactors. The dissertation focuses on the collision of singly charged ions with neutral atomic impurities in plasma. The collision systems studied in the dissertation are composed of projectiles of proton, lithium, and sodium ions and atomic targets of nitrogen and noble gases, i.e. He, Ne, Ar, Kr and Xe. Studying the cross sections of these collision systems is essential due to their potential applications in the diagnostic of magnetically confined fusion plasmas. During my PhD studies I used the 3-body Classical Trajectory Monte Carlo (CTMC) method, following its historical development from collinear molecular reactions to its adaptation for ion-atom collisions. The 3-body CTMC approach, a non-perturbative computational technique, is developed for a comprehensive understanding of collision dynamics. Within our CTMC model, the collision system is reduced to a three-body problem by employing the single active electron (SAE) approximation. I presented a discussion of the Garvey-type distance-dependent model potential based on Green et al.'s work, the Hamiltonian of the collision system, and equations of motion. The initial conditions of the projectile and the active electron of the target are determined according to the Reinhold and Falcon's methodology. The cross-section calculations include total cross-sections of electron capture and ionisation channels, as well as the differential cross-sections for ionisation channel. I provided an extensive discussion of nuclear-nuclear interactions, shell contributions, and the impact parameter probabilities of ionisation and charge exchange channels. For instance, the role of nuclear-nuclear interaction (VTP, see Figure 2.1) in {Li}^+-He collision is examined, providing that the cross section change is hardly visible with and without taken into account this interaction. The contribution of inner electron shells in H^+-Xe collisions is analysed, showing distinct patterns for various electron shells. Moreover, it shows insignificance of the contribution of most of the shells. Probabilities of ionisation and electron capture are investigated, exhibiting Gaussian-like shapes with shifting peak positions concerning impact energy. I performed CTMC calculations of {Li}^+-He and {Li}^+-N collision systems. I calculated the ionization and electron capture total cross sections as a function of the impact energy in the range (20 keV-100 MeV), I also determined the impact parameter dependent probabilities. I found excellent agreement with the previous data. I performed CTMC calculations of {Na}^+-N collision systems. I calculated the ionisation total cross sections as a function of the projectile energy in the range between 10 keV and10 MeV. The calculations showed the insignificance contribution of inner shell at low energies, and how they become more important as the impact energy increases. Moreover, I calculated the ionisation differential cross sections for impact energies of 30, 40, 50 and 60 keV as a function of the scattering angle and the energy of the ionised electron, these energies are in the suitable range for diagnosis plasma in tokamak. Furthermore, contour plots of double differential cross sections (DDCS) reveal distinct patterns at different impact energies and scattering angles, with a noticeable Fermi shuttle-type ionization process. This study focuses on the role of the impact energy on the differential cross section for the same system. I found that the majority of electrons are ejected at lower angles followed by backscattered electrons, moreover, the majority of these electrons acquire kinetic energies of 20 eV and below. I studied the collision of singly charged sodium (Na+) with atomic noble gases i.e., neon, argon, krypton, and xenon. I performed calculations of the ionisation and electron capture total cross sections as a function of the projectile energy in the energy range between 10 keV and 50 MeV. Moreover, I calculated the ionisation differential cross sections for impact energy of 60 keV as a function of the scattering angle and the energy of the ionised electron. An extensive discussion is provided for these collision systems. This study focuses on the role of the type of the target on the differential cross section at the same impact energy. I found that electrons with energies below 10 eV are dominant in the forward scattering. Moreover, for 12 eV electrons, the DDCSs of backscattering and scattering at 90° show relatively identical results. I found that the backscattering DDCS was greater than the scattering DDCS at 90° for both Ne(2p) and Ar(3p) at electron energies larger than 12 eV. Furthermore, I found that the backscattering DDCS for Kr(4p) and Xe(5p) was greater than at scattering of 90° with energies larger than 50 eV. I studied the collision of protons with noble gases i.e., neon, argon, krypton, and xenon. I performed calculations of the ionisation and electron capture total cross sections as a function of the projectile energy in the range (0.2 keV-50 MeV). Moreover, I calculated the ionisation differential cross sections for impact energy 35 of keV as a function of the scattering angle and the energy of the ionised electron. In comparing with experimental and theoretical data, I found excellent agreement regarding the total cross section data.Tétel Szabadon hozzáférhető Oxigén, urán és tórium izotóparányok paleoklimatológiai és hidrológiai kutatásokbanKiss, Gabriella Ilona; Palcsu, László; Kiss, Gabriella Ilona; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai KarKutatásom geológiai lenyomatok (fog, cseppkő, felszín alatti víz, mészkő stb.) kormeghatározhásának kifejlesztésére és az izotóp-összetétel mérésének pontosítása és alkalmazása köré épül. Kutatásom első részében már ismert oxigénizotóp-összetételű fogakat vizsgálva, több előtisztítási módszert és két savas feltárási időt vizsgálva fejlesztettem minta-előkészítési módszert hasonló típusú biogén minták (fogzománc) 18O értékének meghatározásához. A módszer alkalmazása klímakutatás szempontjából hiánypótló hazánkban. A fejlesztett módszer tömegspektrometriás mérési protokolljához saját ezüst-foszfát standardot készítettem. A háromszori preparálás és az alminták háromszori mérési eredményei alapján ilyen típusú minták esetében a desztillált vizes előzetes tisztítási módszer adódott a legmegfelelőbbnek. Az előzetes tisztítás e formájának alkalmazása a 6 órás hidrogén-fluoridos kezeléssel együtt adta a várthoz legközelebbi eredményeket (Kiss et al. 2023). Az oxigén izotóp-összetétel ismerete mellett a fellelt emlősmaradványok kormeghatározása is elengedhetetlen a klímarekonstrukciós kutatásokban. Ennek kapcsán hosszú csontokat, valamit fogmintákat dolgoztam fel abból a célból, hogy rajtuk az urán-tórium korolás alkalmazhatóságát vizsgáljam. A csontminták kollagéntartalmának uránsoros korolása már előkerült több tanulmányban is. Eredményeim alapján cáfolom a Hercman által 2014-ben közölt publikáció állítását, miszerint a hosszúcsontok kollagén frakciója alkalmas uránsoros kormeghatározásra. A Debrecenben 2019-ben installált Neptune Plus multikollektoros induktív csatolású plazma tömegspektrométer adta mérési kapacitás segítségével meghonosítottam hazánkban a cseppkövek uránsoros korolásának nagypontosságú tömegspektrométeres méréstechnikáját. A mérés során uránbeállítással mértem a tórium izotópösszetételt is, a műszer diszperziós kvadrupólja segítségével a tóriumnyalábokat be lehetett terelni az uránmérésekre pozicionált detektorokba, így közvetlenül egymás után mérhettem az adott minta urán és tórium frakcióját. Emiatt az uránizotópokra alkalmazott tömegdiszkrimináció-korrekció nagy biztonsággal alkalmazható a közvetlenül utánuk mért tórium frakciókra is. Az U és Th mérésekhez a mintaelőkészítést a szintén 2019-ben átadott tisztatéri laboratóriumban végeztem. A mintákhoz adott hármas spike összetételét „végtelen” korú cseppkőből vett minták aktivitásarányai segítségével pontosítottam, ezen cseppkő esetében – mivel kora 2 millió évnél biztosan több, szekuláris egyensúlyban vannak a bomlási sor leányizotópjai – a 234U/230Th aktivitásarány biztosan 1. A módszer alkalmazhatóságát ellenőriztem olyan minták feltárásával, melyeket 2017-ben Kínában volt lehetőségem korolni. A koradataink nagyon jó egyezést mutatnak a kínai laboratórium eredményeivel, annak ellenére, hogy feltárási és mérési megközelítésünk nem azonos. A koradatok megadása során is fontos a karbonátminták 234U értékének megadása. Felszín alatti vízminták esetében a redox tulajdonságokról, valamint az áramlási viszonyokról kaphatunk képet a 234U meghatározásával. Az általam vizsgált óceánvíz minták segítségével ellenőriztem a fejlesztett előkészítési és mérési módszerünk alkalmazhatóságát, hiszen az óceánvizek esetében ismert, publikált 234U értéket várhatunk. A várt értékekkel egyezést mutattak a méréseim. Emellett számos minta vizsgálatára kerítettem sort ebben a témában. Igazoltam, hogy a Nagyváradon mintázott termálvizek esetében a különböző eredetű vizek mért 234U értékei alapján az eredetük, áramlási pályájuk megadható, ugyanakkor szezonalitásbéli változást nem tudtam kimutatni. A Mecsekben gyűjtött vízminták esetében kiemelném a rekordnak számító +23 000 ‰-es dúsulást mutató Eg-1 fúrás jelentőségét, és ennek az anomáliának a felderítésére további vizsgálatokat javasolok. További mecseki minták esetében a koncentráció növekedésével növekvő 234U-bedúsulást tapasztaltam, mely az irodalom eddigi eredményeivel ellentétes, így e jelenség is további kutatás lehetőségét rejti magában. A hafnium izotóparányok precíz mérése (0,05 ‰-es pontosságú) mérése mellett (Újvári et al. 2021) urán izotóparány mérések esetében is sikerült elérnem ezt a bizonytalanságot (Somlyay et al. 2023). Az általam vizsgált mészkő sorozatban mutatkozó ‰-es szintű eltérés pontos meghatározása a 238U és 235U izotópok relatív gyakoriságbéli nagy különbsége miatt nehéz, így kevésbé is vizsgált jelenleg. A mérési körülmények optimalizálásával, a precíz spike-olással, a műszer beállításainak minél jobb detektálási hatásfokra történő finomhangolásával, valamint a mintákhoz adott spike 238U és 235U tartalmát korrekcióba véve a 0,05 ‰-es bizonytalanságú 238U mérések megvalósításával jelentős részben hozzájárultam a triász-jura időszakhatáron átívelő 238U uránizotóp-anomália felderítéséhez, mely ezen időszakot nézve világszinten kiemelkedő, hiszen csupán a második olyan eredmény, mely erre az időszakra vonatkozik (Jost et al. 2017, Somlyay et al. 2023). My research is based on the development of the dating of geological imprints (tooth, speleothem, groundwater, limestone, etc.) and the refinement of isotope composition measurements. In the first part of my research, I developed a sample preparation method to determine the 18O value of biogenic samples (tooth enamel) by testing several pre-cleaning methods and two acid digestion times on teeth with known oxygen isotope compositions. The application of this method is a niche in climate research in our country. I prepared my own silver phosphate standard for the mass spectrometry measurement protocol of the developed method. Based on the results of the triplicate preparation and the triplicate measurements of the subsamples, the pre-cleaning method using distilled water was found to be the most suitable for this type of samples. The use of this way of pre-cleaning in combination with a 6-hour long hydrogen fluoride treatment, gave the closest results to those expected (Kiss et al. 2023). Beside knowing the oxygen isotopic composition, the dating of the collected mammalian remains is essential for climate reconstruction studies. In this context, long bones and tooth enamel samples were processed to investigate the applicability of uranium-thorium dating. Uranium-thorium dating of the collagen content of bone samples has been reported in several studies. Based on my results, I refute the applicability of the collagen fraction for uranium series dating, as presented by Hercman in her 2014 publication. Using the measurement capability of the Neptune Plus multicollector inductively coupled plasma ion source mass spectrometer installed in Debrecen in 2019, I have established the multicollector measurement technique for uranium-thorium dating of speleothems in Hungary. In this way, I measured the thorium isotope composition via using the uranium detector setup, and the dispersion quadrupole of the instrument allowed to introduce thorium beams into the detectors positioned for uranium measurements. This allowed me to measure the uranium and thorium fractions of a given sample in direct succession. For this reason, the mass discrimination correction applied to uranium isotopes can be applied with high confidence to the thorium fractions measured immediately after them. For this purpose, the sample preparation was carried out in the clean room laboratory, which was also inaugurated in 2019. The triple spike composition which was added to each samples was refined using activity ratios of an infinite-aged speleothem sample. I verified the applicability of the method by dating samples in our laboratory that I had the opportunity to date in China in 2017. Our age data show good agreement with the results from the Chinese laboratory, despite the fact that our preparation and measurement approaches are not identical. Calculating 234U values is also important when providing age data, but in addition, for water samples, we can get an idea of redox properties and flow conditions by determining 234U in surface or groundwater. I have used ocean water samples to verify the applicability of our developed preparation and measurement method, since for ocean waters we can expect a known, published 234U value. I have also tested a number of samples, I confirmed the 234U value of the ocean water published earlier. I also proved that for the thermal waters sampled in Oradea, the measured 234U values of waters of different origins can be used to determine their origin and flow path, but I could not detect any seasonal variation. In the case of the water samples collected in Mecsek, I would like to highlight the significance of the Eg-1 borehole, which showed a record enrichment of 234U isotope (+23 000 permil), and I suggest further investigations to detect this anomaly. For other samples from Mecsek, I observed an increasing enrichment of 234U with increasing concentration, which is in contrast to previous results in the literature, and this phenomenon also suggests the potential for further research. In addition to the precise measurement of hafnium isotope ratios (with an accuracy of 0.05 permil, Újvári et al. 2021), I was able to achieve this accuracy for 238U/235U isotope ratio measurements. Accurate determination of the permil-level of variation in the limestone series I have studied is difficult to measure due to the large difference in relative abundances of 238U and 235U isotopes, and is therefore less studied at present. By optimizing the measurement conditions, by precise spiking, by fine-tuning the instrument settings to the best possible sensitivity, and by correcting the 238U and 235U content of the spike added to the samples, I contributed significantly to the exploration of the Triassic-Jurassic uranium isotope anomaly, which is the second set of results covering this period worldwide, by obtaining 238U measurements with an accuracy of 0.05 permil (Somlyay et al. 2023).Tétel Szabadon hozzáférhető Nanoskálájú atomi mozgások vizsgálata Cu/Si vékonyfilmekbenBodnár, Eszter; Vad, Kálmán; Bodnár, Eszter; Fizikai tudományok doktori iskola; Egyetemen kívüliNapjainkban az elektronikai ipar fejlődésével, a miniatürizálás és a nagyfokú integráció következtében, a mikroelektronikai áramkörök alkatrészeinek és vezetékeinek mérete lecsökken a nanométeres tartományba. A szilícium (Si), mint félvezető, az egyik legfontosabb alapanyag a mikroelektronikában, a memória és processzor chip-ek gyártásában, a számítógépekben, vagy az energiatermeléshez használt napelemcellák készítésében, illetve az akkumulátorgyártásban is. Az elektronikai elemek összekapcsolásához jó elektromos vezetőképességgel rendelkező fémre van szükség, pl. rézre (Cu). A különböző elektromos vezetőképességű rétegek (anyagok) keveredésükkel , vagy csak az egyik anyagnak a másikon való átjutásával, degradálhatják a fémes kapcsolatokat az elektronikai eszközben, lecsökkentve azok működési élettartalmát. A degradáció szempontjából lényeges folyamatok az elektromigráció és a termikusan indukált atomi migráció. Ez utóbbi folyamat kevésbé feltérképezett alacsony hőmérsékleteken, a 100-180 °C hőmérsékleti tartományban. A klasszikusan ismert kísérleti technikákkal ebben a hőmérsékleti tartományban, a szükséges érzékanység hiánya miatt, nem lehet vizsgálatokat végezni. Ezért alig található irodalmi adat. A Si és Cu atompár esetében sem voltak olyan kísérleti adatok a szakirodalomban, melyek helyesen írják le az alacsonyhőmérsékleti tartomány atomi mozgásait.Tétel Szabadon hozzáférhető Characterization of urban aerosols pollution during the COVID-19 crisis by particle induced X-ray emission spectroscopyAljboor, Shafa Okleh Owearid; Kertész , Zsófia; Aljboor, Shafa Okleh Owearid; Fizikai tudományok doktori iskola; Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai IntézetThe objective of my work was to characterize urban particulate matter pollution in Debrecen during the years of the COVID crisis and to compare it with the data from the previous two years. For this purpose, PM2.5, PMcoarse, and PM10 aerosol samples were collected at an urban background site two times a week between March 2018 and Feb 2022. Concentration, elemental composition, and sources of APM pollution were determined, and the daily concentrations of NO2, CO, NOX, and PM10 were used from the Hungarian Air Quality Monitoring Network (OLM) stations as complementary data to our study. On this basis, changes in particulate matter pollution induced by lockdowns were studied. The elemental composition of the aerosol samples was determined by the particle-induced X-ray emission (PIXE) method at the new in-air millibeam PIXE setup of the ATOMKI Tandetron accelerator. The characterization of this newly developed PIXE measurement setup was also part of my work.Tétel Szabadon hozzáférhető Fém nanorészecskék előállítása, vizsgálata és felületerősített Raman-szórásuk tanulmányozásaPál, Petra; Csarnovics, István; Fizikai tudományok doktori iskola; Debreceni Egyetem::Természettudományi és Technológiai Kar; Debreceni Egyetem::Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai Intézet; Debreceni Egyetem::Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai Intézet::Kísérleti Fizikai TanszékA Raman-spektroszkópia az anyagok kötésszerkezeti vizsgálatának az egyik módszere, amely lehetővé teszi a szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú anyagok rendkívül érzékeny szerkezeti azonosítását, egyedi rezgési jellemzőik alapján. Emellett a Raman-mikroszkópia a roncsolásmentes analitikai vizsgálatok hatékony eszköze is. A Raman-effektus a látható fény rugalmatlan szórása anyagi rezgéseken: a fény és az anyag kölcsönhatása energiaátadással jár, és az elektromágneses tér dinamikus anyagi tulajdonságokkal, a közeg periodikus, rezgő mozgásával lép kölcsönhatásba. A Raman-mérésekhez legtöbb esetben monokromatikus fényforrást, lézereket alkalmazunk. A felületerősített Raman-szórást (SERS) évtizedek óta használják a folyamat érzékenységének növelésére, ugyanis a Raman-szórás hatáskeresztmetszete igen kicsi, körülbelül minden tízmilliomodik gerjesztő foton vesz részt rugalmatlan szórásban. Ez egy széles körben használt mérési technika, amely lehetővé teszi az alacsony koncentrációjú minták elemzését, vagy akár egyetlen molekula kimutatását is. A SERS-hatás akkor léphet fel, ha az analit egy nanoméretű, plazmonikus tulajdonságokkal rendelkező fémfelület közvetlen közelében helyezkedik el, ekkor a gerjesztő fényforrás a nanostruktúrák felületi plazmonjait gerjeszti, amelyek a szórt fénnyel kölcsönhatásba lépve erősítik azt, ezzel megnövelve a Raman-jelek intenzitását. Optimális paraméterekkel rendelkező fémfelületek használatával a Raman-jelek intenzitása több nagyságrenddel növelhető. A SERS-mérésekhez a legtöbb esetben ezüstből, aranyból vagy rézből készült plazmonikus fém hordozókat használnak, amelyeket különféle módszerekkel hoznak létre. A gyártási technológiák lehetővé teszik a nanorészecskék méretének, alakjának és elrendezésének a változtatását, ez által optikai tulajdonságainak hangolását, amely paraméterek nagyban befolyásolják a Raman-jel intenzitásának növelését. Optimális paraméterekkel rendelkező hordozók előállításához meg kell értenünk, hogy a nanorészecskék anyaga, mérete, alakja, a nanostruktúrák elrendezése, illetve a gerjesztés hullámhossza hogyan befolyásolja a SERS hatékonyságát. Mindezek ismeretében érhető el a maximális SERS-erősítés, csökkenthető a molekulák minimális kimutatási határa. A SERS-folyamatban a nanorészecskék paraméterei mellett fontos szerepe van a vizsgálandó oldat adszorpciós tulajdonságainak is.Tétel Szabadon hozzáférhető Stabilitási sávtól távol eső atommagok szerkezetének vizsgálataJuhász, Marcell; Elekes, Zoltán; Fizikai Tudományok Doktori Iskola; Debreceni Egyetem::Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai Intézet::Környezetfizikai TanszékAz Ar51 és a V63 atommagok szerkezetének vizsgálata: radioaktív ionnyalábbal végzett kísérlet eredményeinek elemzése és értelmezése. A két atommag kötött állapotainak felderítése protonütközéses reakcióban gamma-spektroszkópiai módszerrel. Az 51Ar nem-kötött állapotainak feltárása invariánstömeg-spektroszkópia segítségével. A V63 atommag deformációjának megállapítása.Tétel Szabadon hozzáférhető Fázisképződés kísérleti és szimulációs vizsgálata nanoszerkezetű rendszerekbenJáger, Gabriella; Erdélyi, Zoltán; Fizikai tudományok doktori iskola; Debreceni Egyetem::Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai Intézet::Szilárdtest Fizikai TanszékSzilárd fázisban lejátszódó fázisszeparációhoz (spinodális bomlás) és rendezett fázis képződéséhez kapcsolódó szimulációs, illetve kísérleti vizsgálatok nanoszerkezetű rendszerekben. Beágyazott nanorészecskék kialakítását irányító folyamatok feltárása fázisszeparálódó, ionimplantált rendszerben a sztochasztikus kinetikus átlagtér (SKMF) módszerrel: ionimplantált minták hőkezelésének vizsgálatára alkalmas modell kifejlesztése, valamint hőkezelési szimulációk végzése. Jövőbeni szimulációk céljából az SKMF statisztikai viselkedésének feltérképezése: zaj hatásának vizsgálata a kinetikus átlagtér számításokban. Rendezett fázis képződéséhez kapcsolódó kísérleti munkásság: atomi rétegleválasztással létrehozott kristályos cink-oxid és amorf alumínium-oxid vékonyrétegek között kialakuló kristályos cink-aluminát spinell fázis növekedésének nyomonkövetése elektronmikroszópos módszerrel, növekedési kinetikájának és az azt irányító folyamatnak a meghatározása.Tétel Szabadon hozzáférhető The Atlantic Forcing on Ecuadorian Paleorecords: Speleothems and Tree-ringsVargas Espin, Danny Fernando; Palcsu , László; Vargas Espin, Danny Fernando; Fizikai tudományok doktori iskola; Debreceni Egyetem::Természettudományi és Technológiai Kar::Fizikai Intézet::Környezetfizikai TanszékA trópusi régiókban (30°É-30°D) a paleoklíma rekonstrukciója nehézkes az éghajlati szezonalitást elfedő kis hőmérséklet-ingadozások és folyamatos csapadékviszonyok miatt. Azonban ezeken az alacsony szélességeken lezajló fizikai éghajlati folyamatok biztosítják a hiányzó elemeket ahhoz, hogy megértsük a Föld korábbi éghajlatának termodinamikai ciklusát a magas szélességeken. Dél-Amerikában a kevés rendelkezésre álló paleorekordot a hidrológiai változások alapján értelmezik, nem pedig a hőmérséklet miatt. Legtöbbjükben a dél-amerikai monszunrendszer (SAMS) hatása látszik, mely az ausztrál nyár (DJF) idején fordul elő, és táplálja a kontinens középső és déli részét, jelezve a nedves és száraz évszakok határozott kezdetét. Az egyenlítőhöz közeli régiókban és az Amazonas-medence perifériáján azonban a paleoklimatológiai potenciált még nem tárták fel igazán, talán az Andok domborzata által diktált összetett szezonalitás, az intertrópusi konvergencia zóna (ITCZ) kilengései által előidézett esővíz bimodalitás, valamint az archívumok kalibrálásához szükséges folyamatos műszeres feljegyzések hiánya miatt. Mindazonáltal éppen ezek a bonyodalmak adják a disszertáció újszerűségét és fókuszát. Az éghajlati szakirodalomban nyilvánvaló kétértelműség tapasztalható az ITCZ és a SAMS határait illetően, különösen Dél-Amerika északi részén, és gyakran ezt a különbségtételt homályosan fogalmazzák meg. A kifejezések ambivalenciájának kezeléséhez hosszú távú éghajlati jeleket rejtő feljegyzések szükségesek, ezért a disszertáció ezen rendszerek szisztematikus értékelésére vállalkozik a százéves és az ezredéves léptékben. Ennek a munkának a középpontjában a paleoklíma rekonstrukcióinak kidolgozása áll Ecuadorban kontinentális archívumok segítségével: barlangi karbonátok és faévgyűrűk a következő célokkal: 1. A mennyiségi hatás értékelése és az esővíz stabil izotóp-összetételének helyi vagy regionális szabályozójának azonosítása az ecuadori Andokban és az Amazonasban Ecuadorban az esővíz stabil izotópértékei (δ2Hp, δ18Op) jelentős helyi "magassági" hatást mutatnak az ország összetett domborzatának köszönhetően. Az orografikus hatásból származó változatos csapadékrendszerek (unimodális, bimodális és hárommodális) kihívást jelentenek az izotóp-összetétel és a helyi csapadékmennyiség közötti összefüggés megállapítására. Mindazonáltal a régióban található állomások az éven belüli izotóp-variabilitás hasonló mintázatát mutatják. Kiértékelem a regionális fő szabályzó (V-index) jelenlétének hipotézisét, amely meghatározza a helyi komponensek által hangolt fő izotóp-összetételben mutatkozó változékonyságot. Felmérem annak lehetőségét is, hogy az ecuadori Amazonas és Andok régiókat ne ITCZ-ként vagy SAMS-ként jelöljük meg, hanem ezen rendszerek közötti átmeneti zónaként: egy monszunvályúként (monsoon tough) (Wang et al., 2017), ahol ez a regionális vezérlő be van ágyazva. Ezt a koncepciót a kimenő hosszúhullámú sugárzás (OLR), a Lagrange-visszirányú pályák és egy általános keringési modell felhasználásával fejlesztették ki. 2. A legutóbbi évszázad hidrológiai rekonstrukciója fafajokból származó cellulóz δ18O és δ13C értékeinek felhasználásával Dendrokronológiai módszereket alkalmazva a faévgyűrű szélességét (TRW) és a cellulóz alapú δ18OTR és δ13CTR idősorokat először az Amazonas alföldről származó Cedrela nebulosa fajok felhasználásával készítettem. Térbeli és spektrális analízissel bemutatom, hogy a fa oxigén izotópjai a monszun vályúterület közepén elhelyezkedő konvektív térben (V-index) kiterjedt csapadékjelet rögzítenek. Ezzel szemben a szénizotópos jel az ITCZ kilengéseihez kapcsolódó felhősséggel mutat összefüggést. Ezek az eredmények lehetővé teszik számunkra, hogy tisztázzuk, melyik az Ecuador felett irányítást gyakorló fő esőzési rendszer (SAMS vagy ITCZ). 3. A több ezer éves múlt hidrológiai rekonstrukciója a cseppkövekből származó δ18O segítségével Közép-holocén paleocsapadék-rekonstrukciók alig találhatók Dél-Amerika északnyugati részéről. Ezért a Dino-barlangból (Dino-1) származó U-Th korolt cseppkövet elemeztem, majd pedig összehasonlítottam a regionális rekordokkal és a rendelkezésre álló éghajlati modellekkel. Ezt a munkát egy helyszíni barlangi monitoring egészíti ki. Összességében ezek a feljegyzések lehetővé teszik számunkra annak felmérését, hogy a közelmúlt éghajlati mintái is jelen voltak-e évezredes léptékben.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 science