Akvilė Zabiliūtė-Karaliūnė
Konversijos fosfore šviesos diodų spektrinės galios skirstinių inžinerija
Disertaciją sudaro trys dalys, apimančios konversijos fosfore šviestukų (KFŠ) spektrinę inžineriją bei jų taikymus skirtingose srityse. Pirmoje dalyje aptariama KFŠ skirto augalų fotomorfogeneziniams taikymams koncepcija. Čia aptariamos tolimos raudonos spektro srities gadolinio, gadolinio skandžio, itrio ir lutecio galio granato fosforų, legiruotų Cr(III), struktūrinės ir optinės savybės. Skyriaus gale pristatomas ir charakterizuojamas šių fosforų pagrindu sukurtas KFŠ šviestuvo prototipas, skirtas augalų apšvietimui. Antroji darbo dalis skirta fotofiziologiškai draugiškam naktiniam gatvių apšvietimui. Darbo metu pristatomi modeliniai liepsnos šviesos KFŠ spektrai, pasižymintys mažu cirkadiniu poveikiu. Skyriaus gale pristatomi ir charakterizuojami du patentuoti liepsnos šviesos KFŠ prototipai, pasižymintys mažu šviesos fotobiologiniu poveikiu ir tinkami naktiniam gatvių apšvietimui. Paskutinė trečioji dalis skirta KFŠ grįstam bendrajam apšvietimui. Joje pristatomi modeliniai KFŠ spektrai, pasižymintys skirtingomis spalvų atgavos savybėmis. Šioje dalyje taip pat pristatomas bei charakterizuojamas patentuotas pirmenybinės spalvų atgavos KFŠ prototipas, kurio psichofizikinis vertinimas, pateikiamas skyriaus pabaigoje.
Fotonikos ir nanotechnologijų institutas. Mokslinis vadovas – prof. habil. dr. Artūras Žukauskas.
Vytautas Dūdėnas
Neutrino masių pernormavimas Grimus-Neufeld modelyje
DisertacijosDisertacijoje pristatomas Grimus-Neufeld modelio neutrinų masių pernormavimo priklausomybės nuo kalibruotės tyrimas. Norint gauti nuo kalibruotės nepriklausomas pernormuotas mases, yra pritaikyta kompleksinė masės schema (CMS). Nors CMS ir išsprendžia priklausomumo nuo kalibruotės problemą pernormuotoms masėms, ji neužtikrina plikų masės parametrų kalibruotinio invariantiškumo. Darbe yra išryškinama ši problema, kylanti iš vakuumo tikėtiniausios vertės (VEV) pernormavimo susisiejimo su neutrino masių pernormavimu. Todėl GN modelio neutrinų masių pernormavimui kartu su CMS yra pritaikyta ir Fleischer-Jegerlehner (FJ) schema. Darbe parodoma, kaip FJ schema, išnaudodama masių ir VEV pernormavimo sąryšius, apibrėžia tiek plikas, tiek pernormuotas mases kalibruotiškai nepriklausomas. Išraiškų kalibruotiniam invariantiškumui patikrinti yra naudojami SARAH, FeynArts bei FormCalc Mathematica paketai. Darbe įdėtas detalus šių skaičiavimų aprašas tam, kad gauti rezultatai galėtų būti lengvai patikrinami bei pakartojami.
Teorinės fizikos ir astronomijos institutas. Mokslinis vadovas – dr. Thomas Gajdosik.
Simas Butkus
Mikrokanalų formavimo skaidriose medžiagose femtosekundiniais impulsais ypatumai, naudojant abliacijos vandenyje bei tūrinio modifikavimo ir ėsdinimo metodus
Šioje disertacijoje buvo tiriami du lazerinio mikroapdirbimo metodai, galintys sukurti didelio (> 10:1) gylio-pločio santykio mikrokanalus skaidriose medžiagos. Pirmuoju metodu bandinių paviršiuje suformuojamas plonas (< 1,5 mm) vandens sluoksnis, ir femtosekundiniai impulsai fokusuojami į bandinio paviršių. Atlikti tokio tipo abliacijos proceso optimizavimo tyrimai, keičiant apdirbimo parametrus. Buvo nagrinėjamos šio abliacijos metodo vekimio priežastys. Buvo analizuojamas netiesinis pluošto sklidimas vandens sluoksnyje bei su tuo susijusi pluošto transformacija. Buvo atlikti lazerinės šešėliagrafijos eksperimentai, kuriais buvo siekiama išsiaiškinti vandens sluoksnio kitimo reiškinius, kai į jį dideliu dažniu (> 30 kHz), vienas po kito pataiko femtosekundiniai impulsai. Nustatyta, kad padidėjusią mikroapdirbimo proceso spartą galima paaiškinti dėl Gauso intensyvumo skirstinio transformacijos. Pateikiama minėto metodo pritaikymo pavyzdžių. Antruoju metodu buvo fokusuojama (0,42 NA objektyvu) spinduliuotė lydyto kvarco bandinių tūryje, siekiant sukurti II tipo modifikacijas, vėliau bandiniai buvo ėsdinami KOH (kalio hidroksidu) skirtingomis sąlygomis. Parodyta, kad keičiant modifikacijų įrašymo parametrus, taip pat ir ėsdinimo proceso parametrus, galima suformuoti didelio gylio-pločio (> 100) santykio mikrokanalus. Parodyta, kad kanalų formą galima kontroliuoti, keičiant tik ėsdinimo proceso parametrus. Šiuo metodu buvo sukurti mikromechaniniai ir mikrofluidiniai prietaisai iš lydyto kvarco, kurie vėliau buvo naudojami praktiniams taikymas.
Mokslinis vadovas: prof. habil. dr. Valdas Sirutkaitis
Ilona Zamaraitė
Ferroelectricity, dielectric and low-frequency noise spectroscopic studies of phosphorus chalcogenide crystals
Šioje disertacijoje tirta fosforo chalkogenidų kristalų šeima gali būti suskirstyta į dvi medžiagų grupes. Pirmoji aprašoma chemine formule M2P2X6 (kur M – pereinamųjų žemių metalai, X – chalkogenidų atomai) ir klasifikuojami kaip trinariai fosforo chalkogenidai. Antroji kristalų grupė - keturmariai fosforo chalkogenidų kristalai - pasižymi sluoksnine struktūra su van der Waals tarpais tarp sluoksnių. Nemažai sluoksniuotų feroelektrinių fosforo chalkogenidų kristalų buto tyrinėta iki šiol, tačiau paskutiniu laiku jie susilaukė naujo didėjančio tyrėjų susidomėjimo. Disertacijos tikslas – ištirti dielektrines, feroelektrines, piroelektrines ir triukšmines savybes susijusias su trinarių ir keturnarių fosforo chalkogenidų kristalų faziniais virsmais. Šioje disertacijoje tirtos nominaliai gryno trinario fosforo chalkogenido Sn2P2S6 kristalo feroelektrinės savybės. Taip pat tiriama įvarių priemaišų ir dėl jų atsirandančių kristalinės gardelės defektų įtaka kristalų dielektrinėms, elektrinėms ir feroelektrinėms savybėms. Ferielektrikas vario indžio tiofosfatas (CuInP2S6) yra plačiausiai žinomas šių medžiagų pavyzdys. Iki šiol šis tūrinis kristalas buvo puikiai charakterizuotas. Šioje disertacijoje triukšminės spektroskopijos metodas CuInP2S6 leido praplėsti žinias apie šią medžiagą ir suteikė papildomos informacijos apie dinaminius procesus vykstančius ferielektrinio fazinio virsmo metu.
Mokslinis vadovas: Dr. Andrius Džiaugys
Saulius Daugėla
Ličio ir natrio katijonų pernaša kietuosiuose elektrolituose
Šioje disertacijoje tyrinėti kai kurie pirofosfatų bei perovskitų struktūros kietieji elektrolitai. Naudojant pažangų medžiagų tyrimo metodą – impedanso spektroskopiją – plačiame dažnių (nuo 10 Hz iki 10 GHz) bei temperatūrų (nuo 300 K iki 830 K) intervaluose buvo ištyrinėtos kietųjų elektrolitų elektrinės savybės – impedansas ir elektrinis laidumas. Išmatuotose dažninėse kompleksinės varžos priklausomybėse buvo stebėtos dispersijos, susijusios su krūvininkų relaksacija elektriniame lauke. Tai, kad eksperimentiniai duomenys apėmė plačius dažnių ir temperatūrų diapazonus, leido išanalizuoti krūvininkų pernašos keramikos kristalituose bei tarpkristalitinėse terpėse ypatumus. Ši analizė kartu su XRD bei DTA matavimais leido mums patvirtinti tiek fazinius virsmus, tiek protoninį laidumą kai kuriuose natrio katijonų pirofosfatuose, o taip pat susieti krūvininkų (Li+ katijonų) judrumą su stechiometriniu parametru y Li0.5-yNayLa0.5Nb2O6 niobatuose, pasižyminčiuose defektuota kristaline struktūra. Buvo nustatyta, kad kai kurios tirtos medžiagos gali būti naudojamos kaip katodinė medžiaga kietakūnėse baterijose.
Mokslinis vadovas: doc. dr. Tomas Šalkus
Nail Garejev
Ekstremalioji šviesos ir medžiagos sąveika kietakūniuose dielektrikuose žadinant viduriniosios IR ultratrumpaisiais lazerio impulsais
Nail Garejev apsigynė mokslo daktaro disertaciją Ekstremalioji šviesos ir medžiagos sąveika kietakūniuose dielektrikuose žadinant viduriniosios IR ultratrumpaisiais lazerio impulsais ir įgijo mokslo daktaro laipsnį.
Skaidriuose dielektrikuose susidarančios femtosekundinės šviesos gijos pasižymi universaliomis savybėmis: sub-difrakciniu ir sub-dispersiniu sklidimu, siauro plazmos kanalo formavimu, dideliu pluošto patvarumu ir sudėtinga laikine dinamika (smūginių bangų generacija, impulsų skilimu ir spūda). Šios disertacijos tikslas – eksperimentiškai ištirti intensyviais lazerio impulsais žadinamų šviesos gijų formavimosi režimus skaidriuose dielektrikuose nulinės ir anomalios grupinių greičių dispersijos srityse ir charakterizuoti svarbius netiesinius efektus. Parodyta, jog netiesinės sąveikos safyro ir lydyto kvarco anomalios grupinių greičių dispersijos srityje turi panašią šviesos kulkų formavimo dinamiką, nepaisant skirtingų netiesinių optinių šių medžiagų parametrų. Taip pat parodyta jog yra ryškūs kokybiniai spektro plitimo priklausomybės nuo žadinančiojo impulso energijos skirtumai fokusuojant žadinančiąją spinduliuotę į netiesinės terpės paviršių ar jos viduje. Harmonikų generacijos matavimai atskleidė, kad esant dideliam fazinių ir grupinių greičių nederinimui, trečiosios harmonikos impulsas yra sudarytas iš dviejų smailių, o penktoji ir septintoji harmonikos yra generuojamos per pakopinį keturbangį maišymą, kas lemia ypač plataus harmonikų spinduliuote praturtinto superkontinuumo generaciją. Atrasta, kad generuojant superkontinuumą plataus draustinės energijos tarpo kietojo kūno dielektrikuose esant apibrėžtoms eksperimento sąlygomis (žadinimo impulso trukmei, netiesinės terpės ilgiui ir fokusavimo sąlygoms) egzistuoja optimali žadinimo energija, ties kuria generuojamas plačiausias superkontinuumo spektras.
Disertacija rengta 2015–2019 metais Lazerinių tyrimu centre, Vilniaus universitete.
Mokslinius tyrimus rėme Lietuvos mokslo taryba.
Mokslinis vadovas – prof. habil. dr. Audrius Dubietis
Maksym Ivanov
Singuliariniai šviesos laukai: generacija S fazine plokštele, išpletimas iki THz ruožo, derinimas parametrinio šviesos stiprinimo metu, ir taikymas šviesos gaudyklei
Maksym Ivanov apsigynė mokslo daktaro disertaciją Singuliariniai šviesos laukai: generacija S fazine plokštele, išpletimas iki THz ruožo, derinimas parametrinio šviesos stiprinimo metu, ir taikymas šviesos gaudyklei ir įgijo mokslo daktaro laipsnį.
The main theme of the dissertation is singular light fields. Both singularities of phase (optical vortices) and singularities of polarization (azimuthally/radially aligned polarization distributions) are considered.
Advent of ultra-short pulsed laser systems significantly complicated the process of generation of the singular beams, when pulse consist of different frequency components. This is because of inherent limitation of the conventional beam shaping elements in the terms of acceptable spectral bandwidth. In the first part of this dissertation new methods for the generation of ultra-broadband optical vortices with a geometric phase retarder (S-waveplate) and for enhanced purity of the generated radially/azimuthally polarized beams were demonstrated. Away from the optical region radiation at terahertz (THz) frequencies is gaining more and more practical applications in the recent years. Well developed singular optics methods can be transferred to the THz physics to enhance performance of the THz imaging, short range communication, and electron bunch compression. Therefore, vortex fields were extended to the THz frequencies in the second part of the dissertation. Vortex THz beam was generated from a laser plasma filament induced by a femtosecond pulse consisting of Gaussian fundamental harmonic and optical vortex second harmonic. In the third part of the dissertation, optical parametric amplifier with a tunable polarization state (radial/azimuthal/mixed) was developed. In the last part, optical trapping apparatus, which allows controllable and repeatable experiments on collisional dynamics of micron-sized droplets under gravity was developed together with a method for optical rotation (both spinning and orbiting types of rotation) of a isotropic droplets.
Ilona Zamaraitė
Ferroelectricity, dielectric and low-frequency noise spectroscopic studies of phosphorus chalcogenide crystals
Ilona Zamaraitė apsigynė mokslo daktaro disertaciją Ferroelectricity, dielectric and low-frequency noise spectroscopic studies of phosphorus chalcogenide crystals ir įgijo mokslo daktaro laipsnį.
Šioje disertacijoje tirta fosforo chalkogenidų kristalų šeima gali būti suskirstyta į dvi medžiagų grupes. Pirmoji aprašoma chemine formule M2P2X6 (kur M – pereinamųjų žemių metalai, X – chalkogenidų atomai) ir klasifikuojami kaip trinariai fosforo chalkogenidai. Antroji kristalų grupė - keturmariai fosforo chalkogenidų kristalai - pasižymi sluoksnine struktūra su van der Waals tarpais tarp sluoksnių. Nemažai sluoksniuotų feroelektrinių fosforo chalkogenidų kristalų buto tyrinėta iki šiol, tačiau paskutiniu laiku jie susilaukė naujo didėjančio tyrėjų susidomėjimo. Disertacijos tikslas – ištirti dielektrines, feroelektrines, piroelektrines ir triukšmines savybes susijusias su trinarių ir keturnarių fosforo chalkogenidų kristalų faziniais virsmais. Šioje disertacijoje tirtos nominaliai gryno trinario fosforo chalkogenido Sn2P2S6 kristalo feroelektrinės savybės. Taip pat tiriama įvarių priemaišų ir dėl jų atsirandančių kristalinės gardelės defektų įtaka kristalų dielektrinėms, elektrinėms ir feroelektrinėms savybėms. Ferielektrikas vario indžio tiofosfatas (CuInP2S6) yra plačiausiai žinomas šių medžiagų pavyzdys. Iki šiol šis tūrinis kristalas buvo puikiai charakterizuotas. Šioje disertacijoje triukšminės spektroskopijos metodas CuInP2S6 leido praplėsti žinias apie šią medžiagą ir suteikė papildomos informacijos apie dinaminius procesus vykstančius ferielektrinio fazinio virsmo metu.
Mokslinis vadovas – Dr. Andrius Džiaugys
Laurynas Dagys
BMR kryžminės poliarizacijos dinamika funkcinių medžiagų struktūrinėje įvairovėje
Laurynas Dagys apsigynė mokslo daktaro disertaciją BMR kryžminės poliarizacijos dinamika funkcinių medžiagų struktūrinėje įvairovėje ir įgijo mokslo daktaro laipsnį.
Funkcinių medžiagų tyrimai ir taikymai yra neatsiejami nuo medžiagotyros mokslų, tokių kaip kristalografija, kuriais analizuojama struktūra ir su ja susijusios savybės. Todėl, vis didėjantis susidomėjimas naujomis medžiagomis taip pat reikalauja lygiaverčio metodų tobulėjimo. Dar palyginus neseniai, BMR spektrometrija buvo pradėta taikyti sprendžiant kristalografijos klausimus. Tokie tyrimai paprastai siejami su dipoline sąveika, kadangi pastaroji glaudžiai susijusi su atstumu tarp sąveikaujančių branduolių sukinių. Vienas iš tokių eksperimentų yra kryžminė poliarizacija (cross-polarization – CP). Paprastai ši metodika naudojama sustiprinti mažiau jautresnių izotopų signalus, tačiau jos vidinė laikinė dinamika yra kompleksinis reiškinys, nulemtas medžiagos struktūrinių savybių. Disertacijoje yra nagrinėjamos CP laikinės kinetikos didelėje funkcinių medžiagų struktūrinėje įvairovėje. Taip pat pristatomos išvados susijusios su CP aprašančiais modeliais ir fizikiniais parametrais, kurie nulemia kompleksišką CP dinamiką. Pristatytas metodas leidžia tirti erdvinį lengvųjų atomų pasiskirstymą bei taip pat nusako struktūrose vyraujančią tvarką bei dinaminius vyksmus. Šie rezultatai ne tik galimas difrakcinių kristalografijos metodų problemų sprendimas, tačiau papildomai suteikia informacijos nagrinėjant gilesnes funkcinių medžiagų savybes.
Mokslinis vadovas – Prof.Vytautas Balevičius
Baigęs doktorantūrą ir mokslo daktaro laipsnį įgijęs asmuo geba savarankiškai atlikti mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros darbus bei spręsti mokslo problemas. Jis įgija pažangiausių tiriamojo darbo, mokslo sričių ir jų sąveikos žinias, specializuotus gebėjimus ir metodikas mokslinių tyrimų ir kitų sričių problemoms spręsti bei turimoms žinioms ar profesinei praktikai plėsti, gebėjimą dirbti savarankiškai, mokslo ir profesijos išmanymą naujoms idėjoms ar procesams kurti ir panaudoti studijose bei kitoje veikloje.