Fizyk z UW laureatem Nagrody naukowej im. Profesora Stefana Pieńkowskiego

dr hab. Maciej Molas, prof. UW, laureat Nagrody Naukowej im. Profesora Stefana Pieńkowskiego, fot. Patrycja Chuchała.

Dr hab. Maciej Molas, prof. UW z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego został tegorocznym laureatem Nagrody naukowej im. Profesora Stefana Pieńkowskiego, przyznawanej co dwa lata młodym naukowcom za znaczące osiągnięcia naukowe w dziedzinie eksperymentalnej fizyki, astronomii, chemii i biologii. Fundatorami nagrody są: dr Marek Maria Pieńkowski, działający za pośrednictwem Fundacji Marka Marii Pieńkowskiego oraz Fundacja Kościuszkowska. Tegoroczny laureat bada struktury warstwowe, które znajdują szerokie zastosowanie m.in. w optoelektronice i są przyszłością nanotechnologii.

Tegoroczny laureat Nagrody naukowej im. Stefana Pieńkowskiego dr hab. Maciej Molas, prof. UW pracuje w Laboratorium Spektroskopii Optycznej Instytutu Fizyki Doświadczalnej Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Ukończył studia na Wydziale Fizyki UW, a doktorat zrealizował w ramach tzw. cotutelle, pisząc pracę doktorską pod kierunkiem dwóch promotorów prof. dr hab. Adama Babińskiego z Wydziału Fizyki UW i prof. dr hab. Marka Potemskiego z Narodowego Laboratorium Silnych Pól Magnetycznych w Grenoble. Odbył staż naukowy na University of Manchester, w zespole dr. Romana Gorbacheva. Jest laureatem szeregu grantów Narodowego Centrum Nauki, w tym prestiżowego grantu SONATA BIS, dwóch grantów OPUS, grantu PRELUDIUM BIS i SONATINA. Kieruje prężnym zespołem badawczym, a wyniki prac publikuje w najlepszych czasopismach naukowych. Badania prowadzone przez dr. hab. Macieja Molasa mają interdyscyplinarny charakter, łącząc chemię, fizykę oraz nanotechnologię. Nagrodę naukową im. Profesora Stefana Pieńkowskiego przyznano mu za „badania optyczne kryształów dwuwymiarowych, w szczególności badania własności spektroskopowych i magnetospektroskopowych ekscytonów w tych materiałach”.

Uroczyste wręczenie nagrody odbędzie się 14 kwietnia 2025 r. o godz. 16:00 podczas Konwersatorium im. Jerzego Pniewskiego i Leopolda Infelda w sali 0.06 Wydziału Fizyki UW, przy ul. Pasteura 5 w Warszawie. Podczas Konwersatorium, współorganizowanego z tej okazji przez trzy wydziały: Wydział Fizyki UW, Wydział Chemii UW i Wydział Biologii UW laureat wygłosi wykład "Warstwowe materiały van der Waalsa dla nowoczesnej optoelektroniki". Wydarzenie będzie otwarte dla publiczności i mediów.

Nanoklocki LEGO

Zainteresowanie naukowców tzw. materiałami dwuwymiarowymi dynamicznie rośnie, zwłaszcza w dziedzinie fizyki półprzewodników, nanotechnologii oraz ich potencjalnych zastosowań w optoelektronice. Jednym z najbardziej rozpoznawalnych materiałów dwuwymiarowych jest grafen, zbudowany z atomów węgla. Został on po raz pierwszy wyodrębniony z grafitu przy użyciu zwykłej taśmy klejącej przez Andre Geima i Konstantina Novoselova, którzy za badania nad grafenem zostali uhonorowani Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki. Prace nad grafenem uświadomiły naukowcom, że w naturze istnieje wiele materiałów o warstwowej strukturze, w których słabe oddziaływania van der Waalsa między kolejnymi warstwami umożliwiają uzyskiwanie niezwykle cienkich struktur o grubości rzędu pojedynczych lub kilku atomów. – Dzięki temu możliwe jest swobodne układanie warstw tych materiałów jedna na drugiej w różnych konfiguracjach, niczym nanoklocki LEGO – tłumaczy prof. Maciej Molas. Do dziś zidentyfikowano już ponad 2000 materiałów van der Waalsa, podzielonych na kilkadziesiąt grup – wśród nich znajdują się m.in. półprzewodnikowe dichalkogenki metali przejściowych czy magnetyczne trihalogenki chromu.

– Większość materiałów van der Waalsa w formie monowarstw (struktur o grubości jednej warstwy) wykazuje inne właściwości niż w postaci objętościowej. Na przykład, dichalkogenki metali przejściowych w materiale objętościowym nie wykazują prawie wcale luminescencji, natomiast w monowarstwie świecą bardzo efektywnie – dodaje badacz. Co więcej łączenie różnych materiałów pozwala na zyskanie zupełnie nowych właściwości, na przykład elektronicznych czy optycznych, co sprawia, że materiały te są niezwykle obiecujące z punktu widzenia potencjalnych zastosowań technologicznych. Na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego prowadzi się prace m.in. nad dwusiarczkiem molibdenu, dwusiarczkiem wolframu oraz nad perowskitami, które budzą duże nadzieje, szczególnie w kontekście ich użycia w ogniwach fotowoltaicznych.

Mora – nie zmora!

Każdy, kto choć raz brał udział w profesjonalnej sesji fotograficznej lub występie w telewizji wie, że nie należy na taki występ zakładać koszuli w drobne prążki czy kratkę. Na nagraniu lub na zdjęciu zachodzi wtedy tzw. efekt moiré, zjawisko optyczne, które powstaje, gdy dwa regularne wzory nakładają się na siebie, zwykle z lekkim przesunięciem lub kątem nachylenia. Prowadzi on do pojawienia się fałszywych wzorów falujących, prążków lub zniekształceń. Ta tzw. mora, choć problematyczna dla fotografów czy drukarzy okazuje się być cenna dla naukowców. – Efekt ten może pojawiać się między warstwami materiałów dwuwymiarowych. Gdy takie warstwy są względem siebie skręcone, powstaje nowa periodyczność zależna od kąta skręcenia. Przykładem jest grafen ułożony pod tzw. magicznym kątem (ok. 1,1°), w którym zaobserwowano nietypowe nadprzewodnictwo – wyjaśnia prof. Maciej Molas.

Manipulując kątem nałożenia na siebie poszczególnych warstw materiałów naukowcy mogą tworzyć „nanokanapki”, w których pojawiają się wzory supersieci moire. Oczka tych sieci można wykorzystywać do „pułapkowania” elektronów. – W takiej „kanapce” powstaje obszar przypominający kropkę kwantową – niezwykle mały układ zdolny do emisji pojedynczych fotonów – wyjaśnia prof. Maciej Molas. Tego rodzaju źródła fotonów mogą znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach od fotoniki po kryptografię kwantową.

Patent na sukces

Zapytany o patent na sukces w nauce laureat nagrody im. Profesora Stefana Pieńkowskiego odpowiada: – Na pewno kluczowa jest ciężka, systematyczna praca. Drugą, równie ważną rzeczą jest pasja. Trzeba po prostu lubić to, co się robi. Ja przez lata powtarzałem, że nie chodzę do pracy – tylko zajmuję się swoim hobby. Praca w nauce nie wygląda tak, że można odhaczyć 8 godzin i iść do domu. Eksperymenty potrafią przebiegać różnie, często nieprzewidywalnie – mówi. Prof. Maciej Molas podkreśla, że ogromne znaczenie mają też ludzie, których spotkamy na swojej drodze. – W moim przypadku kluczowa była współpraca z dwoma naukowcami światowej klasy: prof. Adamem Babińskim i prof. Markiem Potemskim – mówi. Tę wiedzę naukowiec stara się przekazywać także swoim młodym współpracownikom. – Zachęcam moich doktorantów, aby nie bali się wyjeżdżać, poznawać nowych ludzi, eksplorować nowe dziedziny. Często z takich wyjazdów wraca się z nowym tematem, innym spojrzeniem na dany problem badawczy. To jest bardzo ważne, bo nawet najlepszemu naukowcowi w danym momencie może po prostu zabraknąć pomysłów.

- Otrzymanie nagrody to dla mnie ogromna radość i powód do dumy. To wyróżnienie nie tylko dla mnie, ale dla całego mojego zespołu – ludzi, z którymi mam przyjemność współpracować każdego dnia. To także potwierdzenie, że to, co robimy, ma sens i realne znaczenie – podkreśla laureat.

KONTAKTY:

MATERIAŁY GRAFICZNE:

POWIĄZANE STRONY WWW: