Laboratorij za interakcije ionskih snopova ima bogato iskustvo organiziranja međunarodnih znanstvenih skupova iz područja razvoja i primjena metoda analize i modifikacije materijala, kao i povezanih akceleratorskih i detektorskih tehnologija. Od formiranja Znanstvenog centra izvrsnosti CEMS, u sklopu istraživačke jedinice: Fizika i tehnologija ionskih snopova organizirano je ili je u planu organizacije niz istaknutih međunarodnih skupova.
Category Archives: Fizika i tehnologija ionskih snopova
Priopcenje za javnost povodom opstruiranja financiranja iz EU fondova od strane MZOS-a
PRIOPĆENJE ZA JAVNOST – Zagreb, 7. lipnja 2016.
Otvoreno pismo ministru znanosti, obrazovanja i sporta Predragu Šustaru:
‘‘Opstruiranjem financiranja iz EU fondova hrvatskih znanstvenih centara izvrsnosti ugrožava se 50 milijuna eura iz strukturnih fondova i radna mjesta za hrvatske znanstvenike – traži se hitna reakcija ministra Šustara!‘‘
Pedeset milijuna eura, upitna radna mjesta za čak tri stotine doktoranada i postdoktoranada, te riskiranje penala od Europske komisije, samo su dio crne statistike koja ozbiljno prijeti Republici Hrvatskoj (RH), a odvija se u sjeni problema s kurikularnom reformom.
Deset znanstvenih centara izvrsnosti proglašenih od strane Ministarstva znanosti obrazovanje i sporta (MZOS) tijekom 2014. i 2015. godine na prijedlog Nacionalnog vijeća za znanost, visoko obrazovanje i tehnološki razvoj, posljednjih su nekoliko mjeseci postalo taocem MZOS-a.
Naime, RH se strateški odredila kroz Operativni program (OP) za financiranje Znanstvenih centara izvrsnosti (2014 – 2020), te se prema Operativnom programu očekuje 50 milijuna eura iz Europskog fonda za regionalni razvoj (ERDF) koji bi bili na raspolaganju proglašenim centrima.
Kako bi centri mogli iskoristiti europska sredstva, MZOS je obvezan raspisati natječaj. Prvi indikativni rok za raspisivanje natječaja bio je 31. ožujka, te je pomaknut na 1. lipnja 2016., a natječaj još nije raspisan.
Unatoč brojnim službenim molbama za poštivanjem obveza koje su voditelji Znanstvenih centara izvrsnosti posljednjih mjeseci dostavili ministru Šustaru i premijeru Oreškoviću s upozorenjem da je RH preuzela obvezu te je dužna raspisati planirani natječaj iz strukturnih fondova u sklopu kojih bi se izvršila evaluacija planiranih troškova u okviru pojedinih centara, s današnjim datumom MZOS još uvijek nije aktivirao natječaj Europskog fonda za regionalni razvoj (ERDF) koji bi omogućio povlačenje čak 50 milijuna eura za Znanstvene centre izvrsnosti. Time se ozbiljno ugrožava realizacija znanstvenih aktivnosti proglašenih ZCI-a i gubitak 50 milijuna eura iz EU te zapošljavanje 300 mladih stručnjaka.
Podsjetimo, MZOS je proglasio Znanstvene centre izvrsnosti iz područja prirodnih, biomedicinskih, biotehničkih i tehničkih znanosti nakon zahtjevnih kriterija javnog natječaja, uključujući opsežne domaće i međunarodne recenzije i intervjue s voditeljima predloženih centara koji su proveli Agencija za znanost i visoko obrazovanje (AZVO) i Nacionalno vijeće za znanost, visoko obrazovanje i tehnološki razvoj. MZOS je potom temeljem članka 29. stavka 2. Zakona o znanstvenoj djelatnosti i visokom obrazovanju (Narodne novine, broj: 123/2003, 105/2004, 174/2004, 2/2007 – Odluka Ustavnog suda Republike Hrvatske, 46/2007, 45/2009,63/2011,94/2013, 139/13 i 101/2014 – Odluka i Rješenje Ustavnog suda Republike Hrvatske) proglasilo znanstvene centre izvrsnosti RH, čiji su članovi izvrsni hrvatski znanstvenici, među nositeljima međunarodne prepoznatljivosti hrvatske znanosti.
Proces prijave, vrednovanja i odabira centara trajao je tri godine, a Vlada RH je nakon provedenog postupka recenzija uskladila program centara s nacionalnim prioritetima i oni su u skladu sa Strategijom pametne specijalizacije (S3). Ovu Strategiju su više od dvije godine izrađivali brojni eksperti iz javnog i privatnog sektora koji se bave istraživanjem i razvojem, te ju je usvojio Hrvatski sabor i Europska komisija za znanost.
Cilj proglašenja centara je bio omogućiti izvrsnim hrvatskim znanstvenicima i institucijama uvjete za vrhunski istraživački rad kroz stabilno i pojačano financiranje te edukaciju mladih znanstvenika i značajan doprinos gospodarstvu RH.
Slijedom navedenog, proizlazi da se nepoštivanjem zadanih obveza od strane MZOS-a te neprovođenjem preuzetih obveza direktno ugrožavaju nacionalni interesi.
Nažalost, jedan od glavnih protivnika ustroja hrvatskih centara izvrsnosti, kao i od strane Europske komisije usvojene pametne specijalizacije (S3) RH, a koja je jedan od glavnih preduvjeta za povlačenje sredstava iz strukturnih fondova, je pomoćnik ministra za znanost dr. sc. Krešimir Zadro.
Poštovani ministre Šustar, otvorenim pismom javnosti obraćamo Vam se ispred svih Znanstvenih centara izvrsnosti (ZCI) iz područja prirodnih, biomedicinskih, biotehničkih i tehničkih znanosti sa zahtjevom da se javno očitujete o razlozima nepoštivanja odluka Vlade RH i neprovođenju usvojenih programa financiranja hrvatskih centara izvrsnosti iz EU fondova te datumu raspisivanja natječaja kako bi se izbjegao crni scenarij.
Vjerujemo da niste spremni potpuno ignorirati izvrsne hrvatske znanstvene skupine i propustiti priliku da se kroz usvojeni program pametne specijalizacije povuku sredstva u iznosu od 50 milijuna eura iz strukturnih fondova.
U situaciji kad se domaća sredstva za znanost i istraživanje sustavno režu, kad se događa egzodus najboljih mladih obrazovanih stručnjaka, znanstvena istraživanja i inovacije preživljavaju velikim dijelom zbog izvrsnosti istraživačkih skupina i velikih napora znanstvenika u povlačenju sredstva iz programa Europske unije, ovakvo opstruiranje rada Znanstvenih centara izvrsnosti da osiguraju europska sredstva za rad i zapošljavanje stručnog kadra je nedopustivo!
S poštovanjem,
voditelji proglašenih Znanstvenih centara izvrsnosti (STEM područja):
Znanstveni centar izvrsnosti za napredne materijale i senzore,
Institut Ruđer Bošković i Institut za fiziku, Zagreb
Dr. sc. Milko Jakšić – Milko.Jaksic@irb.hr
Dr. sc. Mile Ivanda – Mile.Ivanda@irb.hr
Dr. sc. Mario Stipčević – Mario.Stipcevic@irb.hr
Dr. sc. Marko Kralj – mkralj@ifs.hr
Znanstveni centar izvrsnosti za reproduktivnu i regenerativnu medicinu,
Medicinski fakultet, Sveučilište u Zagrebu,
Akademik prof. dr.sc. Slobodan Vukičević – slobodan.vukicevic@mef.hr
Prof. dr. sc. Davor Ježek – davor.jezek@mef.hr
Znanstveni centar izvrsnosti za virusnu imunologiju i cjepiva,
Medicinski fakultet, Sveučilište u Rijeci
Prof. dr. sc. Stipan Jonjić – stipan.jonjic@medri.uniri.hr
Znanstveni centar izvrsnosti za znanost i tehnologiju – STIM, Sveučilište u Splitu
Prof. dr. dr. h.c. Vlasta Bonačić-Koutecky – vbk@cms.hu-berlin.de
Znanstveni centar izvrsnosti za bioraznolikost i molekularno oplemenjivanje bilja, Agronomski fakultet , Sveučilište u Zagrebu
Prof. dr. sc. Zlatko Šatović – zsatovic@agr.hr
Znanstveni centar izvrsnosti za bioprospecting mora
Institut Ruđer Bošković, Zagreb
Dr.sc. Rozelindra Čož-Rakovac – Rozelindra.Coz-Rakovac@irb.hr
Institut Ruđer Bošković, Zagreb
Dr.sc. Rozelindra Čož-Rakovac – Rozelindra.Coz-Rakovac@irb.hr
Znanstveni centar izvrsnosti za kvantne i kompleksne sustave te reprezentacije Liejevih algebri, Prirodoslovno-matematički fakultet, Sveučilište u Zagrebu
Prof.dr.sc Hrvoje Buljan – hbuljan@phy.hr
Prof. dr. sc. Pavle Pandžić – pandzic@math.hr
Znanstveni centar izvrsnosti za personaliziranu brigu o zdravlju,
Sveučilište Josip Juraj Strossmayer u Osijeku
Prof. dr. sc. Gordan Lauc – glauc@pharma.hr
Prof. dr. sc. Ines Drenjančević – ines.drenjancevic.peric@mefos.hr
Znanstveni centar izvrsnosti za temeljnu, kliničku i translacijsku neuroznanost, Medicinski fakultet, Sveučilište u Zagrebu
Prof. dr. sc. Miloš Judaš – mjudas@hiim.hr
Znanstveni centar izvrsnosti za znanost o podatcima i kooperativne sustave, Fakultet elektrotehnike i računarstva, Sveučilište u Zagrebu
Prof.dr.sc. Sven Lončarić – sven.loncaric@fer.hr
Prof. dr. sc. Ivan Petrović – ivan.petrovic@fer.hr
Priopćenje voditelja proglašenih
Znanstvenih centara izvrsnosti (STEM područja) ___________________________________________________________________________________________________
Development of the MeV SIMS with sub micron resolution
The MeV secondary ion mass spectrometry (SIMS) technique is based on a concept being developed already in 1974, when the first publications about the desorption of molecular ions using fission fragments from 252Cf source (plasma desorption mass spectrometry – PDMS) appeared. In 2008, group of prof. J. Matsuo from Kyoto University started to use MeV ions from ion beam accelerator accompanied by a time of flight (TOF) mass spectrometer. Comparison to the keV energy ions (used in conventional SIMS), showed significant suppression of fragmentation and simultaneously enhancement the secondary ion yield, which is in particular evident for higher mass molecules (100-1000 Da).
In 2012, Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS) setup was constructed and installed at the RBI microbeam beam line as a result of bilateral Croatian – Japan project “Enhanced molecular imaging by focused swift heavy ions”. In attempt to make this technique widely accepted, RBI group performed numerous tests of its applicability to biomedical problems, cultural heritage studies and materials science. Presentely, this work is supported by three international projects on MeV SIMS: ITN Marie Curie SPRITE project on MeV SIMS, UKF project “Study of modern paint materials and their stability using MeV SIMS and other analytical techniques“ and IAEA CRP project “Development of molecular concentration mapping techniques using MeV focused ion beams”.
2D distribution of Na, K, and lipids in CaCo-2 cell. A STIM image (density distribution) is also presented, together with an optical image and TOF-SIMS spectrum.
2D distribution of Na, K, and lipids in CaCo-2 cell. A STIM image (density distribution) is also presented, together with an optical image and TOF-SIMS spectrum.
2D distribution of Na, K, and lipids in CaCo-2 cell. A STIM image (density distribution) is also presented, together with an optical image and TOF-SIMS spectrum.
In the case of biomedical applications it is important to perform molecular mapping at the subcellular level. However, the beam spot size of the existing MeV TOF-SIMS systems, which is typically several microns, is too large and has to be reduced. In order to improve the lateral resolution of the focussed beam, the trigger for the TOF – START was replaced with a timing signal provided by a silicon charged particle detector used for Scanning Transmission Ion Microscopy (STIM). By using a trigger signal from detector instead of the bunching the ion microbeam, significant reduction of the object and collimator slit openings was enabled, leading to the reduction of the ion beam spot size (down to 300 nm). Altogether, due to the well-defined submicron beam focus and the high sensitivity, molecular imaging of a single cell at a sub-cellular level has been for the first time achieved by MeV TOF-SIMS as well. Results of this work has been recently published in Applied Physics Letters: Z. Siketić, I. Bogdanović Radović, M. Jakšić, M. Popović Hadžija, M. Hadžija, Submicron mass spectrometry imaging of single cells by combined use of mega electron volt time-of-flight secondary ion mass spectrometry and scanning transmission ion microscopy. In addition, the leading author of the APL paper Zdravko Siketić, presented this work by invited talk at the 13th International Symposium on Radiation Physics held in September in Beijing, China.
Response of the graphene and gallium nitride to swift heavy ion irradiation
Irradiation of flat solid surface by swift heavy ions can result in the formation of nanoscale surface features like hillocks or craters. These remnants of ion impacts called ion tracks can be observed directly using atomic force microscopy (AFM). Within the research unit Ion Beam Physics and Technology, we have demonstrated in two recently published papers that swift heavy ion beams are versatile tool for nanostructuring graphene and GaN.
Monolayer graphene after exposure to grazing incidence swift heavy ion irradiation (a) 84 MeV Ta, (b) 23 MeV I, (c) 15 MeV Si
In the work “Nanostructuring graphene by dense electronic excitation”, published in Nanotechnology (journal IF = 3.821) we reported detailed investigation of graphene response to the swift heavy ion irradiation in a wide range of energies. It was demonstrated that medium scale accelerator facilities like the one at the RBI can be used successfully for nanostructuring graphene (Figure 1.). By choosing appropriate ion beam irradiation parameters, not only graphene can be pierced, thus producing nanoscale pores within it, but also different kind of defects can be introduced into it in a controlled manner. The study was done in a collaboration with scientists from Germany (Universities Duisburg-Essen, Ulm and Jena), France (GANIL ion accelerator facility in Caen) and RBI (M. Karlušić, M. Jakšić).
In the work “Response of the GaN to energetic ion irradiation: conditions for ion track formation” published in J. Phys. D: Appl. Phys. (journal IF = 2.721) and featured on the journal cover page, we reported results of our investigations regarding swift heavy ion irradiation of wurzite GaN surface, and showed for the first time that grazing incidence small angle X-ray scattering (GISAXS) can be utilized for analysis of such irradiated surface (Figure 2.).
Irradiated GaN surface at IRRSUD, GANIL with 92 MeV Xe, Θ = 1°, Φ = 100/μm2 (a) AFM image and GISAXS spectra taken at different azimuthal angles with respect to orientation of the surface ion tracks: 0° (b), 2° (c), 10° (d).
In contrast to previous works where nanohillocks were found within the surface ion track, morphology of 92 MeV Xe ion tracks consist of both nanohillocks and nanoholes. For lower energy irradiation using 23 MeV I, ion tracks consist only of nanoholes. In addition, TOF-ERDA measurements showed significant loss of nitrogen during irradiation and opens up the question of the composition of ion tracks. The study was done by the team of scientists from the RBI ion accelerator facility (M. Karlušić, M. Buljan, Z. Siketić, M. Jakšić, B. Šantić), in collaboration with colleagues from GANIL ion accelerator facility (Caen, France), HZDR (Dresden, Germany), Elettra synchrotron (Trieste, Italy) and Universities Duisburg-Essen and Ulm (Germany).
Projekti
HRZZ: Ion Beam Induced Changes in Crystaline Materials (MIOBICC), 2014-2018, Voditelj projekta Stjepko Fazinić
HRZZ: Nuclear structure and reactions – experiments towards the neutron drip line, 2014-2018, Voditelj projekta, Suzana Szilner
HRZZ: Nano-networks of Quantum Dots in Glasses: From Self-assembly to Energy Conversion and Hydrogen Storage, 2014-2018, Voditelj projekta, Maja Buljan
EU H2020 project EuroFusion, 2014-2018, Voditelj projekta za IRB, Tonči Tadić
EU H2020 project AIDA – Advanced European Infrastructures for Detectors at Accelerators, 2015-2019, Voditelj projekta za IRB, Stjepko Fazinić
EU H2020 ERA Chair project PARADESEC – Expanding Potential in Particle and Radiation Detectors, Sensors and Electronics in Croatia, 2015-2020, Voditelj projekta, Neven Soić
NATO SPS project E-SiCure – Engineering silicon carbide for enhanced borders and ports security, 2016-2020, Voditelj projekta, Ivana Capan
IAEA CRP F11020: Development of single ion irradiation techniques and probing the induced changes in SiC and diamond, 2017-2020, Glavni istraživač, Milko Jakšić
IAEA CRP F11019: Development of molecular concentration mapping techniques using MeV focused ion beams, 2014-2018, Glavni istraživač, Zdravko Siketić
ZAVRŠENI PROJEKTI:
EU FP7 project SPRITE – Supporting Postgraduate Research with Internship in industry and Training Excellence – Marie Curie Initial Training Network, 2013-2016, Voditelj projekta za IRB, Milko Jakšić
UKF: Study of modern paint materials and their stability using MeV SIMS and other analytical techniques (2012-2015), Voditelj projekta, Ivančica Bogdanović Radović
IAEA CRP CRO-17051: Radiation hardness of semiconductors and insulators studied by focused ion beam irradiation and IBIC, 2012-2105, Glavni istraživač, Milko Jakšić
IAEA CRP CRO-18227: Environmental protection and monitoring of cultural heritage objects and applied research on structured materials for photo-electric energy conversion, 2014-2017, Glavni istraživač, Stjepko Fazinić
Bilateralni projekt s Njemačkom (MZOS-DAAD), Technische Universitatet Berlin, Micro X-ray Emission Spectroscopy (MIXES), 2015-2016, Glavni istraživač, Stjepko Fazinić
Bilateralni projekt sa Slovenijom, Molecular imaging of biological samples using MeV ions and keV clusters for TOF-SIMS spectrometry, Glavni istraživač, Zdravko Siketić
Radovi i prezentacije
Cjeloviti popis radova se nalazi OVDJE.
Pozvana predavanja:
2015:
• Diamond membrane detectors, Milko Jakšić, 9th International Conference on New Diamond and Nano Carbons (NDNC-2015), Shizuoka, Japan (May 24 – 28, 2015)
• Formation and tailoring of metal and semiconductor quantum dots in amorphous matrices by MeV ions, Iva Bogdanović Radović, 22nd International Conference on Ion Surface Interaction, Moscow, Russia (August 20 – 24, 2015)
• MeV-SIMS spectrometry – novel heavy ion microbeam technique for cultural heritage studies and molecular imaging of thin samples with sub-micrometer spatial resolution, Zdravko Siketić, 13th International Symposium on Radiation Physics (ISRP-13), Beijing, China (September 7 – 11, 2015)
• Masena spektrometrija sekundarnih molekularnih iona pomoću iona MeVskih energija (MeV SIMS) – nova metoda za karakterizaciju modernih slikarskih materijala, Iva Bogdanović Radović, 9. Znanstveni sastanak hrvatskog fizikalnog društva, Umag, Hrvatska (5.-7.10.2015.)
• Capabilities of the RBI accelerator facility for the ion microbeam probing of charge collection properties in radiation detectors, Milko Jakšić, 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications, Kiryu, Japan (November 11 – 13, 2015)
2016:
• Irradiation Defects in Diamond – Studies of Single Crystal Diamond Membranes Using Ion Microbeam, Milko Jakšić, International Union of Materials Research Societies – International Conference on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2016), Singapore (July 4-8, 2016)
• Single ion microprobe techniques, current status and perspectives, Milko Jakšić, 15th International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications (ICNMTA), Lanzhou, China (July 31 – August 5, 2016)
• Molecular imaging of biological and cultural heritage samples using MeV-SIMS, Zdravko Siketić, 24th Conference on Application of Accelerators in Research and Industry (CAARI), Fort Worth, Texas, USA (30th Oct. – 4th Nov., 2016.)
• Two modes for molecular imaging using MeV SIMS at the heavy ion microprobe, Zdravko Siketić, 12th European Conference on Accelerators in Applied Research and Technology (ECAART12), Jyvaskyla, Finland (4 Jul 2016)
2017:
• TOF-ERDA Spectrometry promoted by 1 keV Ar sputtering, Zdravko Siketić, 23rd International Conference on Ion Beam Analysis (IBA), Shanghai, China (Oct. 8-13, 2017.)
• Lipidomic analysis of the healthy and diabetic mouse liver and serum using MeV-SIMS, Zdravko Siketić, 21st International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS21), Krakow, Poland (September 10-15, 2017.)
2018:
• Chemical imaging of the healthy and diabetic mouse liver using MeV TOF-SIMS, Zdravko Siketić, 16th International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications (ICNMTA2018), Guildford, UK (July 8-13, 2018.)
• Laboratory for Ion Beam Interactions-Research, Development & Applications, Zdravko Siketić, 2nd ENSAF Workshop, Athens, Greece (October 3-5, 2018.)
• Extreme Radiation Hardness and Signal Recovery in Thin Diamond Detectors, Natko Skukan, 16th International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications (ICNMTA2018), Guildford, UK (July 8-13, 2018.)
Odabrani radovi:
2015:
• Submicron mass spectrometry imaging of single cells by combined use of mega electron volt time-of-flight secondary ion mass spectrometry and scanning transmission ion microscopy, Z. Siketić, I. Bogdanović Radović, M. Jakšić, M. Popović Hadžija, and M. Hadžija, Applied Physics Letters 107 (2015) 093702
• Electroluminescence from nitrogen-vacancy and interstitial-related centers in bulk diamond stimulated by ion-beam-fabricated sub-superficial graphitic micro-electrodes, J. Forneris, S. Ditalia Tchernij, A. Battiato, F. Picollo, A. Tengattini, V. Grilj, N. Skukan, G. Amato, L. Boarino, I. P. Degiovanni, E. Enrico, P.Traina, M. Jakšić, M. Genovese, P. Olivero, Scientific Reports 5 (2015) 15901
• Response of GaN to energetic ion irradiation: conditions for ion track formation, M. Karlušić, R. Kozubek, H. Lebius, B. Ban-d’Etat, R. A. Wilhelm, M. Buljan, Z. Siketić, F. Scholz, T. Meisch, M. Jakšić, S. Bernstorff, M. Schleberger and B. Šantić, J. Phys. D: Appl. Phys. 48 (2015) 325304
• Measurements of proton induced γ-ray emission cross sections on MgF2 target in the energy range 1.95-3.05 MeV, I. Zamboni, Z. Siketić, M. Jakšić, I. Bogdanović Radović, Nucl. Instr. and Meth. B342 (2015) 266–270
• Ion beam induced luminescence (IBIL) system for imaging of radiation-induced changes in materials, N. Marković, Z. Siketić, D. Cosić, H.K. Jung, N.H. Lee, W.T. Han, M. Jakšić, Nucl. Instr. and Meth. B343 (2015) 167-172.
• Proton-radiation resistance of poly(ethylene terephthalate) – nanodiamond – graphene nanoplatelet nanocomposites, V. Borjanović, L. Bistričić, I. Pucić, L. Mikac, R. Slunjski, M. Jakšić, G. McGuire, A. Tomas Stanković, O. Shenderova, J. Mat. Sci. (2015)
• Nanostructuring graphene by dense electronic excitation, O. Ochedowski, O. Lehtinen, U. Kaiser, A. Turchanin, B. Ban-d´Etat, H. Lebius, M. Karlusic, M. Jaksic, M. Schleberger, Nanotechnology 26 (2015) 465302
• Spectroscopic properties and radiation damage investigation of a diamond based Shottky diode for ion-beam therapy microdosimetry, Claudio Verona, Giulio Magrin, Paola Solevi, Veljko Grilj, Milko Jaksic, Ramona Mayer, Marco Marinelli, and Gianluca Verona Rinati, accepted in J. Appl. Phys. (2015).
• Ion beam analysis of Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells, A.G. Karydas, C. Streeck, I. Bogdanovic Radovic, C. Kaufmann, T. Rissom, B. Beckhoff, M. Jaksic, N.P. Barradas, Applied Surface Science, 356 (2015) 631-638
• Quasifree mechanism in the Li-6 + Li-6 -> 3 alpha reaction at low energy, Spitaleri, C.; Tumino, A.; Lattuada, M.; Pizzone, R.G.; Tudisco, S.; Miljanić, Đuro; Blagus, Saša; Milin, Matko; Skukan, Natko; Soić, Neven, Physical Review C91 (2015) 024612-1-12
2016:
• Charge multiplication effect in thin diamond films, N. Skukan, V. Grilj, I. Sudić, M. Pomorski, W. Kada, T. Makino, Y. Kambayashi, Y. Andoh, S. Onoda, S. Sato, T. Ohshima, T. Kamiya and M. Jakšić , Appl. Phys. Lett. 109, 043502 (2016)
• Formation of swift heavy ion tracks on a rutile TiO2 (001) surface, M. Karlušić, S. Bernstorff, Z. Siketić, B. Šantić, I. Bogdanović-Radović, M. Jakšić, M. Schleberger, M. Buljan, J. Appl. Cryst. (2016). 49, 1704-1712
2017:
• Single-Photon-Emitting Optical Centers in Diamond Fabricated upon Sn Implantation, S. Ditalia Tchernij, T. Herzig, J. Forneris, J. Küpper, S. Pezzagna, P. Traina, E. Moreva, I. P. Degiovanni, G. Brida, N. Skukan, M. Genovese, M. Jaksič, J. Meijer, P. Olivero, ACS Photonics, 2017, 4 (10)
• Creating nanoporous graphene with swift heavy ions, H. Vázquez, E.H. Åhlgren, O. Ochedowski, A.A. Leino, R. Mirzayev, R. Kozubek, H. Lebius, M. Karlušic, M. Jakšic, A.V. Krasheninnikov, J. Kotakoski, M. Schleberger, K. Nordlund, F. Djurabekova, Carbon 119 (2017) 200
Teme istraživanja
1) U području istraživanja međudjelovanja ionskih snopova s tvari, cilj je istražiti još nedovoljno poznate procese povezane s upadom pojedinačnog brzog iona na površinu materijala. Tu je prije svega emisija sekundarnih elektrona i desorpcija iona, koji značajno ovise o vrsti projektila i njegovoj energiji, što je osobito važno za razvoj analitičkih metoda s ionskim snopovima koje su osjetljive na kemijski (molekulski) sastav uzorka. Nadalje, istraživanja procesa u detektorima zračenja, gdje tijekom prolaska iona kroz kristal dolazi do nepoželjne proizvodnje defekata i kvarenja svojstava transporta naboja, mogu se iskoristiti i za razvoj novih tehnologija za obradu materijala (npr. dijamanta).
2) U području istraživanja materijala, fokus će biti na promjenama njihovih svojstava na nanoskali do koje dolaze uslijed udara iona. Za formiranje nanostruktura na površinama kao i modifikacije 2D materijala bit će korišteni pojedinačni teški ioni MeV-skih energija, dok će veće doze biti potrebne za istraživanja procesa koji ionskim snopom potpomažu sintezu nanostrukturiranih materijala. Oba ova smjera istraživanja temelje se na već započetim istraživanjima čiji rezultati ukazuju na izraziti potencijal predloženih tema.
3) U području istraživanja iz nuklearne fizike, ciljevi su povećanje razumijevanja kolektivnih fenomena u nuklearnoj strukturi (sparivanje nukleona i klasteriranje) i dinamike reakcija (višenukleonski transferi na niskim energijama), međudjelovanja između deformiranih i slabo vezanih jezgri, struktura jezgara bogatih neutronima i reakcije lakih jezgri koje imaju značajan utjecaj na razumijevanje astrofizičkih fenomena. Značajan cilj je i povećanje doprinosa u razvoju i testiranju znanstvene infrastructure, uključujući one eksperimente u velikim međunarodnim laboratorijima, koji su usko povezani s ciljevima druge dvije istraživačke grupe.
Oprema
Institut Ruđer Bošković ima dva elektrostatska tandem akceleratora (6.0 MV HVEC EN Tandem Van de Graaff i 1.0 MV HVE Tandetron), te 8 eksperimentalnih linija. Jedna od eksperimentalnih linija može u isti čas raditi sa ionskim snopovima iz oba akceleratora.
EN Tandem Van de Graaff akcelerator je opremljen s tri ionska izvora: Alphatross – radiofrekventni izvor s izmjenom naboja za He negativne ione, rasprašivački izvor SNICS-40 za različite vrste negativnih iona (H, Li, B, C, O, Si, Cl, Cu, Br, Au, itd.), te rasprašivački ionski izvor za rijetke snopove izgrađen na IRB-u.
Tandetron akcelerator je opremljen s dva ionska izvora: Duoplazmatron s direktnom ekstrakcijom negativnih iona (za vodik), te rasprašivački izvor SNICS za ostale ione (npr. Li, C, O, Si itd.)
Trenutno je u upotrebi devet komora za raspršenje.
Komore koje mogu koristiti ionske snopove iz bilo kojeg od akceleratora su:
– Nuklearna mikroproba
– Komora za nuklearne reakcije
– PIXE spektrometar s visokim razlučivanjem
– TOF ERDA
– IAEA eksperimentalna linija
– Komora za testiranje detektora i ozračavanje
– Linija dvostrukog snopa s RBS channeling metodom
Komore koje mogu koristiti ionske snopove samo iz Tandetron akceleratora su:
– PIXE u zraku
– PIXE/RBS komora
Članovi
Zavod za eksperimentalnu fiziku
Laboratorij za interakcije ionskih snopova
– Milko Jakšić, znanstveni savjetnik, Voditelj istraživačke jedinice
– Stjepko Fazinić, viši znanstveni suradnik
– Iva Bogdanović Radović, znanstvena savjetnica
– Zdravko Siketić, znanstveni suradnik
– Tonči Tadić, viši znanstveni suradnik
Laboratorij za nuklearnu fiziku
– Neven Soić, znanstveni savjetnik
– Suzana Szilner, znanstvena savjetnica
– Mile Zadro, znanstveni savjetnik
Zavod za fiziku materijala
– Maja Buljan, znanstvena suradnica
– Ivana Capan, viša znanstvena suradnica
– Marko Karlušić, znanstveni suradnik
Sveučilište u Zagrebu, Prirodoslovno matematički fakultet, Fizički odsjek
– Matko Milin, izvanredni profesor
Fizika i tehnologija ionskih snopova
Ionski snopovi MeV-skih energija su standardni istraživački alat u mnogim područjima znanosti, od bazične nuklearne fizike do različitih primjena u istraživanjima materijala i medicinskoj fizici. Osim same upotrebe ionskih akceleratora, eksperimenti u tim različitim područjima fizike imaju mnoge druge zajedničke točke, npr. metode i tehnike u eksperimentalnom radu i obradi podataka. Krenuvši od tih zajedničkih pristupa eksperimentu, predlažemo ambiciozan plan istraživanja u analizi ionskim snopovima, fizici materijala, detektorima zračenja i niskoenergijskoj nuklearnoj fizici. Temeljna znanstvena oprema ovog prijedloga je akceleratorsko postrojenje Instituta Ruđer Bošković, koje je najveće istraživačko postrojenje u Hrvatskoj i jedino koje nudi međunarodni pristup opremi za istraživače EU kroz FP7 program. Najmodernije tehnike razvijene na postrojenju su odlična osnova za predložene teme istraživanja. Sljedeći važan element za uspjeh ovog centra je izučen, iskusan i međunarodno prepoznat kadar. Znanstvenici uključeni u ovaj prijedlog imaju ne samo potrebnu znanstvenu ekspertizu, nego i veliko iskustvo u vođenju međunarodno financiranih projekata.
Međudjelovanje ionskih snopova s materijom osnova je svih predloženih istraživanja. Poznavanje bazičnih procesa međudjelovanja koristi se za karakterizaciju nepoznatih uzoraka, osobito njihovog sastava. Novitet u ovom analitičkom pristupu je istraživanje procesa osjetljivih na kemijsku građu uzorka, kao što je ionskim snopom potaknuta desorpcija molekula s površine uzoraka, koje se nakon toga analiziraju masenom spektrometrijom. Za kontroliranu izradu novih materijala istražiti će se na nanometarskoj skali efekti koje ioni rade u materijalu, što može omogućiti razvoj novih alata za nanostrukturiranje. Poticaj ovim istraživanjima je nedavno otkriće uređenja nano-točaka pomoću ionskih snopova. Ozračivanje detektora zračenja mikro-snopom iona omogućuje istraživanje procesa sakupljanja naboja, što može voditi na razvoj novih vrsta detektora, a osobito onih otpornih na zračenje kao što je dijamant. Ove primjene imaju također važan utjecaj na bazična istraživanja u nuklearnoj fizici, gdje se izabrani ubrzani ioni sudaraju s jezgrama mete u svrhu izučavanja nuklearnih reakcija i strukture. Predložit će se eksperimenti na akceleratoru IRB-a i velikim međunarodnim postrojenjima kojima je cilj traženje ključnih odgovora za razumijevanje kolektivnih efekata u jezgrama (sparivanje, klasterizacija) i reakcija od važnosti za nuklearnu astrofiziku.
Naposljetku, razvoj vrhunske opreme, tehnika ozračivanja i analize, alata za strukturiranje materijala i srodnih tehnologija, osigurat će širu primjenu postojećeg znanja u drugim poljima istraživanja, primjenama od općeg značaja, te prijenosu znanja u industriju, što će imati veliki utjecaj na razvoj društva.