A pályázó kutatócsoport rövid bemutatása

A ma az EK Neutronspektroszkópiai Laboratórium részeként nyilvántartott
„Nanoszerkezet-kutatás neutronokkal” Kutatócsoport tagjai Wigner FK csoportok tagjai voltak, és különösen a jelen pályázatban érintett, a reflektometriával foglalkozó kollégák a Wigner FK RMI Funkcionális Nanostruktúrák Kutatócsoportból szerződtek át, és azzal máig szoros kapcsolatban dolgoznak és publikálnak. Ezért a szakmai és publikációs szempontból egységként ma még nehezen értelmezhető jelenlegi kutatócsoport helyett a múltra vonatkozóan a Funkcionális Nanostruktúrák Kutatócsoport eredményeiről és érdemeiről számolunk be. Ez a kutatócsoport építette, majd üzemeltette a GINA polarizált neutronreflektométert, amelynek fejlesztésére a jelen pályázat vonatkozik.

A Funkcionális Nanostruktúrák Kutatócsoport 2012-ben alakult Bottyán László vezetésével a Nukleáris Szilárdtestfizika Osztály utódjaként azzal a céllal, hogy a mágneses nanoszerkezetek, vékonyrétegek és határfelületek, szerves és biológiai membránok területén végezzenek elméleti és kísérleti kutatásokat. A csoport vezetését 2016. január 1-ével Merkel Dániel vette át, aki 3 éves franciaországi posztdoktori munkavállalásából tért vissza. A közelmúlt kutatási és PhD projektjei szupravezető–ferromágnes-közelhatási jelenségekre, membrán-fehérje kölcsönhatásokra, neutron-szupertükrök optikai vizsgálatára, szilárd-folyadék határfelületek szerkezetére és a multiferroikus jelenségek, valamint módszertani kérdések vizsgálatára irányultak. A csoport publikációi és egyéb tevékenységei elismeréseként 2017 óta kétszer is elnyerte a megtisztelő Wigner Kutatócsoport címet. Veres Tamás a csoport tagjaként 2018-ban szerezte doktori címét "Neutronoptikai célú fém vékonyrétegek vizsgálata" témában és azóta is a csoport tagjaként végzi kutatásait és publikál. Részt vesz mind felhasználói, mind szerződéses mérésekben, oktatásban illetve a berendezés fejlesztésében.

A kutatás mellett a csoport fontosnak tartja a fiatalok oktatását, ezért egyetemi kurzusokat szervez (ELTE, Nukleáris szilárdtestfizika I, II), hallgatói laborokat tart (BME, Neutronszórás laboratórium), diploma- és PhD témavezetést vállal, ismeretterjesztő előadásokat tart (KöMaL Ankét), illetve nemzetközi iskolán előadóként és gyakorlatvezetőként (CETS) vesz részt.

A tudományos eredményeinket rendszeresen publikáljuk nemzetközi folyóiratokban és prezentáljuk konferenciákon. A csoport tagjai számos hazai és nemzetközi tudományos bizottságban (MLZ Review Panel tagság, BNC Ügyvivő Testület tagság, European XFEL Council tag, EAI Dubna Tudományos Tanács tagság, EAI Dubna Condensed Matter Programme Advisory Committee tagság, stb.) töltött, vagy tölt be fontos szerepet.

A Funkcionális Nanostruktúrák Kutatócsoport intenzíven vesz rész a NEKIFUT SK-tag molekulanyaláb-epitaxia (MBE) berendezés, illetve Mössbauer-laboratórium, valamint a BNC nemzetközi felhasználói programja részeként üzemelő GINA neutronreflektométer üzemeltetésében és fejlesztésében.

A kutatócsoport a szerteágazó nemzetközi együttműködések (IKS KU Leuven , Universität Mainz, ESRF, TU München, Jülich Centre for Neutron Science, MPI Festkörperforschung, Stuttgart) következtében is szerves része a világ tudományos vérkeringésének.

A csoport EK-ba átszerződött tagjainak a 2017-2021 években megjelent jelentősebb publikációi:

  1. Fabio Perissinotto, Valeria Rondelli, Beatrice Senigagliesi, Paola Brocca, László Almásy , László Bottyán, Dániel Géza Merkel, Heinz Amenitsch, Barbara Sartori, Karin Pachler, Magdalena Mayr, Mario Gimona, Eva Rohde, Loredana Casalis, Pietro Parisse: Structural Insights on Fusion Mechanisms of Small Extracellular Vesicles with Model Plasma Membranes, Nanoscale, 2021, elfogadva, DOI: 10.1039/D0NR09075A
  2. Plinio Maroni, Manuchar Gvaramia, Dominik Kosior, Katarzyna Kubiak, Liam Scarratt, Alexander M. Smith, Dániel G. Merkel, László Bottyán and Michal Borkovec: Structuring of colloidal silica nanoparticle Q2 suspensions near water–silica interfaces probed by specular neutron reflectivity: Phys. Chem. Chem. Phys., 2020, 22, 6449-6456, DOI: 10.1039/d0cp00465k
  3. F. Perissinotto , V. Rondelli, P. Parisse, N. Tormena , A. Zunino, L. Almásy , D.G. Merkel , L. Bottyán , Sz. Sajti , L. Casalis, GM1 Ganglioside role in the interaction of Alpha-synuclein with lipid membranes: Morphology and structure, Biophysical Chemistry, 255, (2019), 106272 DOI: 10.1016/j.bpc.2019.106272
  4. B. Nagy, D. G. Merkel, L. Jakab, J. Füzi, T. Veres and L. Bottyán: Note: 4-bounce neutron polarizer for reflectometry applications Review of Scientific Instruments 89, 056105 (2018)
  5. J Balog, P Süle, L Bujdosó, Z E Horváth, D Kaptás , A Kovács, D G Merkel, A Nakanishi, Sz Sajti and L Bottyán: Asymmetric alloy formation at the Fe-on-Ti and Ti-on-Fe interfaces
    J. Phys.: Condens. Matter 30 455001 (2018)
  6. Houben, K ; Jochum, JK ; Lozano, DP ; Bisht, M ; Menendez, E ; Merkel, DG ; Ruffer, R ; Chumakov, AI ; Roelants, S ; Partoens, B et al. :In situ study of the alpha-Sinuclein to beta-Sinuclein phase transition in low-dimensional systems: Phonon behavior and thermodynamic properties, Physical Review B 100: 7  075408 , 9 (2019)
  7. Merkel, DG ; Lengyel, A ; Hegedus, G ; Bogdan, C ; Horvath, ZE ; Szilagyi, E: Iron self-diffusion in Fe5Ge3 thin film, Materials Research Express 6 : 8 Paper: 086413 , 5 p. (2019)
  8. Pradip, R. ; Piekarz, P. ; Merkel, D.G., Kalt, J. ; Waller, O. ; Chumakov, A.I. ; Rüffer, R. ; Oleś, A.M. ; Parlinski, K. ; Baumbach, T. et al.: Phonon confinement and spin-phonon coupling in tensile-strained ultrathin EuO films, NANOSCALE 11 : 22 pp. 10968-10976. , 9 p. (2019)
  9. Pradip, R. ; Piekarz, P. ; Merkel, D.G., Kalt, J. ; Waller, O. ; Chumakov, A.I. ; Rüffer, R. ; Oleś, A.M. ; Parlinski, K. ; Baumbach, T. et al.: Phonon confinement and spin-phonon coupling in tensile-strained ultrathin EuO films, NANOSCALE 11 : 22 pp. 10968-10976. , 9 p. (2019)
  10. Szilágyi, E ; Kótai, E ; Merkel, DG: Ion-beam analysis of insulator samples, Nuclear Instruments & Methods In Physics Research Section B-Beam Interactions With Materials And Atoms 450 pp. 184-188. , 5 p. (2019)
  11. Bessas, D ; Glazyrin, K ; Ellis, DS ; Kantor, I ;Merkel, DG; Cerantola, V ; Potapkin, V ; van Smaalen, S ; Baron, AQR ; Hermann, RP: Pressure-mediated structural transitions in bulk EuTiO3 Physical Review B 98 : 5 Paper: 054105 , 7 p. (2018)
  12. Khaydukov, Y ; Morari, R ; Lenk, D ; Zdravkov, V ; Merkel, DG ; Seidlhofer, BK ; Muller, C ; von Nidda, HAK ; Keller, T ; Steitz, R et al.: Magnetic state of Nb(1-7nm)/Cu30Ni70 (6nm) superlattices revealed by Polarized Neutron Reflectometry and SQUID magnetometry, Journal of Physics-Conference Series 862 Paper: 012013 , 8 p. (2017)
  13. Nagy, B., Merkel, D.G, Jakab, L. ; Füzi, J. ;Veres, T., Bottyán, L.: 4-bounce neutron polarizer for reflectometry applications, Review of Scientific Instruments 89 : 5 Paper: 056105 , 3 p. (2018)
  14. Deák, L ; Bottyán, L ; Fülöp, T ; Merkel, DG ; Nagy, DL ; Sajti, S ; Schulze, KS ; Spiering, H ; Uschmann, I ; Wille, H-C: Realizing total reciprocity violation in the phase for photon scattering, Scientific Reports 7 Paper: 43114 , 8 p. (2017)
  15. Callori, SJ ; Chao, K-H ; Causer, GL ; Nagy, B ; Kiss, LF ; Sulyok, A ; Bottyán, L ; Lin, K-W ; Klose, F: Fe/FeO/Fe/FeV Multilayers Characterized by Magnetometry and Polarized Neutron Reflectometry, IEEE Magnetics Letters 8 Paper: 4102205 , 5 p. (2017)
  16. Erb, D ; Schlage, K ; Bocklage, L ; Hübner, R ; Merkel, D G ; Rüffer, R ; Wille, H-C ; Röhlsberger, R: Disentangling magnetic order on nanostructured surfaces, Physical Review Materials 1 : 2 p. 023001 (2017)
  17. Gong, J ; Paul, N ; Nagy, B ; Dolgos, M ; Bottyán, L ; Böni, P ; Paul, A: Nano-metric self-diffusion of Fe: effect of grain size, RSC Advances 7 : 16 pp. 9573-9578. , 6 p. (2017)
  18. Mattauch, S ; Ioffe, A ; Lott, D ; Bottyán, L ; Daillant, J ; Markó, M ; Menelle, A ; Sajti, S ; Veres, T: HERITAGE: the concept of a giant flux neutron reflectometer for the exploration of 3-d structure of free-liquid and solid interfaces in thin films, Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment 841 pp. 34-46. , 13 p. (2017)
  19. Veres, T ; Sajti, S ; Cser, L ; Bálint, S ; Bottyán, L: Roughness replication in neutron supermirrors, Journal of Applied Crystallography 50 : 1 pp. 184-191. , 8 p. (2017)
  20. Greenberg, E ; Xu, WM ; Nikolaevsky, M ; Bykova, E ; Garbarino, G ; Glazyrin, K ; Merkel, DG ; Dubrovinsky, L ; Pasternak, MP ; Rozenberg, GK: High-pressure magnetic, electronic, and structural properties of MFe2O4 (M = Mg, Zn, Fe) ferric spinels, Physical Review B 95 : 19 Paper: 195150 , 13 p. (2017)
  21. Khaydukov, Y ; Morari, R ; Lenk, D ; Zdravkov, V ; Merkel, DG ; Seidlhofer, BK ; Muller, C ; von Nidda, HAK ; Keller, T ; Steitz, R et al.: Magnetic state of Nb(1-7nm)/Cu30Ni70 (6nm) superlattices revealed by Polarized Neutron Reflectometry and SQUID magnetometry, Journal of Physics-Conference Series 862 Paper: 012013 , 8 p. (2017)