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 164)
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; Pál, Petra; 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; Jáger, Gabriella; 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 scienceTétel Szabadon hozzáférhető The effects of spin-orbit coupling on many-body quantum systemsKucska, Nóra; Gulácsi, Zsolt; Fizikai Tudományok Doktori Iskola; Debreceni Egyetem::Természettudományi és Technológiai KarEbben a disszertációban a sokrészecskés spin-pálya kölcsönhatás (SOI) különböző sokrészecskés kvantumrendszerekre gyakorolt hatását vizsgáltam. Egzakt számításokat végeztem a spin-pálya kölcsönhatás jelenlétében; először vezető szerves polimerek-, majd egy kétdimenziós, erősen korrelált, nem integrálható rendszer esetében. Az eredményt több, a SOI felületekre és interfészekre gyakorolt hatását vizsgáló kísérlettel hasonlítottam össze, és ezekkel speciális mágneses jelenségeket magyarázó elméleteket állítottam fel. In this dissertation, I presented the influence of the many-body spin-orbit coupling on different many-body quantum systems. I performed exact calculations in the presence of SOI, first in the case of organic conducting polymer chains and then in the case of a 2D strongly correlated, non-integrable system. The results were compared to several experiments relating the effects of SOI on surfaces and interfaces, and with them theories explaining peculiar magnetic phenomena were established.Tétel Szabadon hozzáférhető Radiokarbon alapú módszerek alkalmazása természetes- és antropogén szénforrások azonosításáraVarga, Tamás; Molnár, Mihály; Varga, Tamás; Fizikai tudományok doktori iskola; MTA Atommagkutató Intézet -- Izotóp Klimatológiai és Környezetkutató KözpontA radiokarbonnak (14C) a kormeghatározás mellett jelentős szerepe van a környezet- és klímakutatásban egyaránt. Mint természetes nyomjelző, jól alkalmazható fosszilis és modern szervetlen-, valamint szervesanyagok megkülönböztetésére. Mivel a fosszilis anyagokban nincs, addig a modern, légköri szén-dioxiddal szoros kapcsolatban lévő növényi anyagokban jól mérhető radiokarbon tartalom van jelen. Bizonyos esetekben más módszer nem is áll rendelkezésre a két forrás elkülönítésére az izotópanalitikán kívül. Ilyen eset például a fosszilis, vagy modern, biológiai forrásból származó légköri CO2 terhelés elkülönítése (Suess, 1955). A két forrás elkülönítése, nem csak légköri és növényi mintákban lehetséges, de akár ipari úton előállított termékekben, például bio- és fosszilis komponenst is tartalmazó műanyag- és üzemanyag mintákban egyaránt (Oinonen et al., 2010). Emellett a nukleáris ipar 14C kibocsátása is vizsgálható, annak mértéke jól elkülöníthető a természetes háttérszinttől (Zhang et al., 2021). Mivel a növények a fotoszintézis útján megkötik a szenet a légköri CO2-ból, így a növények egyes anyagai, mint például a cellulóz, jól reprezentálják a keletkezési idejükben az adott területre jellemző légköri CO2 14C/12C arányát (Rakowski, 2011; Richardson et al., 2013). Ennek köszönhetően a növényi minták (falevelek, faévgyűrűk) jól alkalmazhatók akár nagy idő-, és térbeli felbontású passzív mintavételezésre, így városi, háttér, vagy atomerőművekhez kötődő jelenkori és retrospektív vizsgálatok lefolytatására. Olyan területeken is alkalmazhatók, ahol a műszeres mintavétel nem, vagy csak nagyon költségesen lenne kivitelezhető. Továbbá olyan, extraterresztriális léptékű vizsgálatokat is lehetővé tesznek, amelyek hétköznapi műszeres mintavétellel nem lehetségesek, így például több ezer éve történt szupernova robbanások lenyomata is vizsgálhatóvá válik a faévgyűrűkben (Miyake et al., 2012).Tétel Szabadon hozzáférhető Nagy energia- és szögfelbontású elektronspektroszkópiai vizsgálatok fotonok és töltött részecskék atomokkal és molekulákkal való ütközésének megfigyeléséreÁbrók, Levente; Orbán, Andrea; Ricz, Sándor; Ábrók, Levente; Fizikai tudományok doktori iskola; MTA Atommagkutató Intézet -- Atomi Ütközések LaborA doktori értekezésemben ismertetett kutatásom elméleti és kísérleti elektronspektroszkópiai vizsgálatokkal foglalkozik. Az atomok ionizációjának és az azt jellemző szögeloszlásnak a dipól közelítést meghaladó elméleti leírását tartalmazza, valamint elektronok/fotonok által gerjesztett atomok és molekulák (tetrahidrofurán) elektronfolyamatainak kísérleti megfigyelésére irányult. Energia és szög szerint differenciális hatáskeresztmetszeteket mértem és elemeztem az Atommagkutató Intézetben fejlesztett elektronspektrométerrel.Tétel Szabadon hozzáférhető Szuperlokalizált mágneses lázterápiaIszály, Zsófia; Nándori, István; Iszály, Zsófia; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Fizikai IntézetA testhőmérséklet emelése hatékony eszköz lehet a tumorterápiában, mert a tumorsejtek az egészséges sejtekhez képest érzékenyebben reagálnak a hőre. Orvosi alkalmazás szempontjából azonban nagyon fontos, hogy a hőmérsékletet pontosan a megfelelő szintre kell emelni és a megfelelő helyre kell lokalizálni, ugyanis a teljes testre kiterjedő lázterápia a szervezet számára rendkívül megterhelő lehet. A mágneses hipertermia, vagyis lázterápia alapja a lokális hőmérséklet-emelkedés előidézése az emberi szervezetben a testbe injektált szuperparamágneses nanorészecskék segítségével. Ezek a nanorészecskék egy időben változó külső mágneses térbe helyezve azzal kölcsönhatnak, és energiát nyelnek el, amit átadnak a környezetüknek. Az úgynevezett "szuperlokalizáció" során a hőtermelés még fókuszáltabban történik, például rezgő és gradiens statikus mágneses tér kombinációjával, ugyanis kellően nagy statikus tér rögzíti a mágneses nanorészecskéket, így a disszipáció jelentősen csökken, nulla statikus térnél pedig nő. A témában folyó kutatások többsége a rezgő mágneses tér tanulmányozására irányul. A munkám során arra a kérdésre kerestem a választ, hogy lehetséges-e a forgó és statikus terek kombinációjával a rezgő térhez hasonló (vagy azt meghaladó) szuperlokalizációt elérni úgy, hogy közben a módszer hatékonysága, azaz a hőtermelés is nő. The biomedical applications of magnetic fields and magnetic nanoparticles (MNP) are already relatively widespread nowadays. Among these, the magnetic hyperthermia (fever therapy) is an extremely important field of applications, which is an alternative tumor treatment procedure. The essence of magnetic hyperthermia is the induction of a local temperature rise in the human body by the injection of the superparamagnetic nanoparticles into it. When these nanoparticles are placed in a time-varying external magnetic field, they interact with it and follow the field with relaxation. During the process, they transfer the energy taken from the field to their surrounding environment. Raising the temperature can be efficient in tumor therapy, because tumor cells are more sensitive to the heat than the healthy ones. However, for medical use, it is very important that the temperature has to be raised to exactly the right level and localized to the right place, because full-body fever therapy can be extremely stressful for the body. During the so-called "superlocalization", heat production is even more focused. This can be achieved for example by the combination of an oscillating and a gradient static magnetic field, because at sufficiently large static field, the magnetic nanoparticles are stabilized, so the dissipation decreases significantly, but at zero static field it increases. Most of the research on the subject focuses on the study of the oscillating magnetic field. In the course of my work, I was looking for the answer to the question, whether it is possible to achieve superlocalization similar to (or even better than) the oscillating field, by the combination of rotating and static fields, while the efficiency of the method, i.e. the heat production is also increased.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 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 Modelling of atomic processes in fusion plasmaAl Atawneh, Saed; Tőkési, Károly; Al Atawneh, Saed; Fizikai tudományok doktori iskolaEzért a doktori tanulmányaim motivációja az volt, hogy új, pontos hatáskeresztmetszeti eredményeket kapjak a különféle hidrogén-hidrogén ütközési típusokra. Különösen a két hidrogénatom közötti ütközést, a C5+ és a Li2+ ütközését vizsgáltam hidrogénatomokkal az ütközési energiák olyan tartományában, ami a fúziós kutatások szempontjából fontos. The motivation of my Ph.D. studies was to obtain new accurate cross-section results in collision types of hydrogen-hydrogen collisions. Particularly, I studied the collision between two hydrogen atoms, the collision between C5+, and Li2+ with ground-state hydrogen atoms in a wide range of impact energies, relevant to the interest of fusion research.Tétel Szabadon hozzáférhető Interactions of charged particles and hydrogen atomsZiaeian, Iman; Tőkési, Károly; Ziaeian, Iman; Fizikai tudományok doktori iskolaAz elmúlt évtizedekben az ITER-t úgy fejlesztették ki, hogy jelentős lépést tegyen a tiszta és biztonságos energiaellátás terén a fúziós erőművek megvalósításával. A csupasz berillium és az atomhidrogén ütközése az egyik legérdekesebb a fúziós kutatás szempontjából, mivel a berillium, mint az ITER első falának anyaga, fontos szennyeződés. Számításaimat a standard háromtestes klasszikus Monte Carlo (CTMC) és a kvázi-klasszikus Monte Carlo (QCTMC) trajektóriás modellekkel végeztem. A CTMC módszer nagyszámú egyedi részecskepálya kiszámításán alapul, amikor a kezdeti atomi állapotokat véletlenszerűen választják ki. A QCTMC modellben a Heisenberg-korrekciós tagot egy modellpotenciálon keresztül hozzáadják az ütközési rendszer szabványos klasszikus Hamilton-rendszeréhez, hogy utánozzák a Heisenberg-bizonytalanságot. Megmutattam, hogy a QCTMC modell a kvantummechanikai módszerek alternatívája lehet kisebb ütési energiák mellett, In recent decades, ITER has been developed to take a significant step in supplying energy cleanly and safely by the implementation of fusion power plants. The collision between bare beryllium and atomic hydrogen is one of the most interesting for fusion research because beryllium as a first wall material of ITER is an important impurity. I performed my calculations using the standard three-body classical trajectory Monte Carlo (CTMC) and the quasi-classical trajectory Monte Carlo (QCTMC) models. The CTMC method is based on the calculation of a large number of individual particle orbits when the initial atomic states are chosen randomly. In the QCTMC model, the Heisenberg correction term is added via a model potential to the standard classical Hamiltonian of the collision system to mimic the Heisenberg uncertainty. I showed that the QCTMC model should be an alternative to the quantum-mechanical methods at lower impact energies.Tétel Szabadon hozzáférhető Investigation of physical and chemical effects of ion irradiation on different materials and their possible applicationAhmed, Emad Nady Saad; Huszánk, Róbert; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Nuclear Research Institute of the Hungarian Academy of SciencesCélunk az volt, hogy olyan szerkezeteket, terveket vagy bármilyen módot találjunk, ami a lamináris áramlásban zavart okoz, a keverés hatékonyabbá tétele érdekében. Ez a tanulmány magában foglalja a számítógépes szimulációt, különböző mikrofluidikus eszközök tervezését és gyártását beágyazott mikrostruktúrákkal vagy anélkül. A protonsugaras litográfia (közvetlen írástechnika fókuszált, kevés MeV protonnyalábot használó mikro- és nanoméretű struktúrák létrehozására) és a hagyományos UV-litográfia gyártási technikák összekapcsolásával a poli(dimetil-sziloxán) PDMS mikrostruktúrákat beépítették a PDMS mikroeszközökbe, ez egy újszerű alkotási módszer. Ez lehetővé teszi mikrostruktúrák és mikroeszközök létrehozását ugyanabból az anyagból, ami nem csak előnyös, de bizonyos alkalmazásokban (pl. sejtszétválasztás stb.) szükséges is. Our aim was to find structures, designs or any way to induce perturbation in the laminar flow, to make the mixing more efficient. This study includes the computer simulation, the design and manufacturing of different microfluidic devices with or without embedded microstructures. By coupling proton beam lithography (direct writing technique utilizing focused, few MeV proton beams, to create micro- and nanoscale structures) and conventional UV lithography fabrication techniques, Poly(dimethyl-siloxane) PDMS microstructures were incorporated into PDMS micro-devices, as a novel creation method. This allows microstructures and microdevices to be created from the same material, which is not only beneficial but also necessary in some applications (e.g., cell separation, etc.).Tétel Szabadon hozzáférhető Vékonyrétegek pára- és gázáteresztésének vizsgálataKovács, Réka Lilla; Erdélyi, Zoltán; Kovács, Réka Lilla; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Szilárdtest Fizikai TanszékKutatómunkám során meghatároztam akril alapú vékonyréteg bevonatok páraáteresztő képességét, permeabilitását, a vízpára bennük mérhető oldékonyságát, valamint utóbbiak felhasználásával a diffúziós együtthatókat. Az Arrhenius összefüggés alapján megadtam a bevonóanyagokban a vízpára diffúzió aktiválási energia és preexponenciális tényező értékeket. Plazma segített atomi rétegleválasztó berendezést közvetett plazma módban működtetve elvégeztem a flexibilis polimer hordozó felületének különböző idejű, eltérő gázokkal végzett plazma aktiválását. A felszíni változások vizsgálata Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópia segítségével, főkomponens elemzés végrehajtásával történt. Atomi rétegleválasztó berendezéssel flexibilis polimer hordozóra felvitt, különböző vastagságú Al2O3 rétegek gázáteresztési tulajdonságait vizsgálatam. Eszközt és mérési módszert fejlesztettem ezen oxidrétegek kontrollált módon, gázáteresztés méréssel összekötött in-situ repesztésére irányulóan. Az oxidokban repesztés hatására kialakult hibák gázáteresztésre gyakorolt hatásának kísérleti elemzését számítógépes szimulációkkal egészítettem ki a hibahálózat komplex hatásainak megismerése érdekében.Tétel Szabadon hozzáférhető Phase separation in nanomaterials - development of models and simulation techniquesB. Gajdics, Bence Dániel; Erdélyi, Zoltán; Zapolsky, Helena; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Fizikai Tudományok Doktori IskolaIn recent decades, nanomaterials have been at the forefront of investigations in the field of materials science, due to their beneficial size-dependent properties in many instances. The goal of this work was the development of atomistic models and new computer simulation techniques to describe phase separation in nanomaterials. The so-called Stochastic kinetic mean-field (SKMF) model has been further developed. In order to better understand the asymmetrical miscibility gap of binary systems, the gradient energy coefficient-composition function κ(c) was calculated from the interaction energy V (c) of a solution. This improved SKMF model was applied to simulate spinodal decomposition and nucleation in the Ag-Cu alloy and nanoparticles. The simulation results were compared with experimental observations of Ag-Cu nanoparticles. It was shown that the surface composition values are close to the ones calculated from a single-layer Fowler-Guggenheim approximation. I also demonstrated that this method is able to reproduce the Gibbs-Thomson effect. In addition, a new quantitative multiscale procedure based on the SKMF and phase-field models were developed to study the nucleation-growth-coarsening process in alloys.Tétel Szabadon hozzáférhető Napelemkészítésre alkalmazott Si hordozók ppb szintű felületi szennyeződésének vizsgálataSoha, Márton; Vad, Kálmán; Soha, Márton; Fizikai tudományok doktori iskola; DE--Természettudományi és Technológiai Kar -- Szilárdtest Fizikai TanszékSzabályozott szennyezéseket végeztem úgy, hogy a szilícium-lemezeket híg HCl-alapú (pH =1.3) oldatba merítettem, amelyek pontosan meghatározott, ppb-szintű fémkoncentrációt tartalmaztak. A szennyeződések lerakódási viselkedése matematikailag egy adszorpciós izoterma elmélettel írható le. A szabályozott szennyezés szimulálja a fémszennyezéseket a szilícium felületén és a tömbi anyagban. A dolgozat célja az általam kifejlesztett szennyezési eljárással megvizsgálni, hogy a különböző átmenetifémek (Fe, Cu, Co, Zn, Ti, és a Cr) milyen hatással vannak a szilícium felületére, hol helyezkednek el rajta, a kisebbségi töltéshordozók élettartama mennyivel változik, és hogy ezeket a szennyezéseket milyen módszerrel lehet hatékonyan eltávolítani. Egy gyakorlati tisztítási alkalmazás bemutatása is célom az értekezés során. Controlled contaminations were performed by immersing the silicon wafers in dilute HCl-based (pH=1.3) solutions containing well-defined ppb-range metal concentrations. The deposition behavior of impurities can be described mathematically by an adsorption isotherm theory. Controlled contamination simulates metal pollution on the surface of silicon and in bulk in the solar cell industry. The aim of the dissertation is to investigate the effect of different transition metals (Fe, Cu, Co, Zn, Ti, and Cr) on the surface of silicon, their location on it, how much the service life of minority charge carriers changes, and how these contaminants can be removed effectively. I also aim to present a practical cleaning application during the dissertation.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.