Valoherkät yhdisteet ja nanomateriaalit

Tiedekunta tai koulutusyksikkö: Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta | Organisation sub unit: Materiaalitiede ja ympäristötekniikka | Tieteenala: Kemia ja uudet materiaalit

Tiimi keskittyy uusien yhdisteiden ja aurinkoenergia- ja nanofotoniikkasovelluksiin suunniteltujen hybridinanomateriaalien ominaisuuksien ja toiminnan ymmärtämiseen.

Keskeiset tehtävät ja tavoite

Valon ja materiaalien välistä vuorovaikutusta tutkimme kokeellisesti spektroskooppisilla tekniikoilla, mukaan lukien ultranopeat lasermenetelmät, ja teoreettisesti tietokonemallinnuksella. Materiaalit sisältävät erityistarkoituksiin suunniteltuja molekyylejä, molekyylien muodostamia rakenteita ja molekyylien ja puolijohteiden muodostamia nanohybridimateriaaleja.

Tuotettua tietoa käytetään uusien, tulevaisuuden erikoisvaatimuksia vastaavien valoaktiivisten nanomateriaalien ja niitä sisältävien laitteiden suunnitteluun.

Tavoitteenamme on suunnitella ja valmistaa uusia kemiallisia yhdisteitä ja edistyneitä materiaaleja, joilla on poikkeuksellisia foto-fysikaalisia piirteitä ja toiminnallisia ominaisuuksia. Kehitämme valon ja materian välisen vuorovaikutuksen ymmärtämistä niin molekulaarisissa systeemeissä, supramolekyyliarkkitehtuureissa, puolijohdekvanttipisteissä, nanosauvoissa ja -langoissa kuin orgaanisten ja puolijohdemateriaalien muodostamissa hybridirakenteissa.

Tiimimme fotofysiikan ja -kemian asiantuntijat käyttävät erityisesti optisen spektroskopian ultranopeita ja -herkkiä menetelmiä, joiden resoluutio yltää aina femtosekunteihin ja herkkyys yksittäisiin molekyyleihin asti. Kvanttikemiallisessa tietokonemallinnuksessa hyödynnämme erityisesti tiheysfunktionaaliteoriaa (DFT) ja ajasta riippuvaa DFT:tä (TD-DFT), ja niiden lisäksi molekyylidynamiikkaa (MD).

Materiaalien suunnittelu perustuu tiimimme asiantuntemukseen molekyylien itsejärjestäytymisestä, nanohiukkasista ja nanolankojen valmistamisesta sekä orgaanisia että epäorgaanisia yhdisteitä sisältävien nanohybridien kehittämisestä.

Toiminnan vaikuttavuus

Tutkimuksemme mahdollistaa materiaalien optimoinnin erittäin vaativiin sovelluksiin, kuten aurinkoenergian hyödyntämiseen, ja uudenlaisten käsitteiden, kuten yksittäisten nanolankasensoreiden ja optisen laskennan, parissa työskentelyn.

Yhteyshenkilöt

Nikolai Tkachenko

Professori

nikolai.tlachenko [at] tut.fi

+358 40 748 4160

 

Terttu Hukka

dosentti

terttu.hukka [at] tut.fi