JELENA BIJELIĆ

Istraživanje složenih multiferoičnih materijala pripravljenih metodama otopinske kemije (SOLFERROMAT)

Polarni materijali su važna kategorija materijala u kojima postoji interakcija između naboja, magnetskog spina i strukturnih karakteristika. Zbog sprezanja navedenih interakcija javljaju se različita fizikalna svojstva kao što su feroelektricitet, feromagnetizam, piroelektricitet, piezoelektricitet i elektrooptika. Perovskiti opće formule ABO3 su opsežno proučavani zbog svoje jedinstvene karakteristične strukture, kako jednostavni tako i složeni u kojima su se provele supstitucije na bilo kojem od A ili B položaja. Glavni cilj istraživanja doktorandice je dizajn kompleksnih dvostrukih ili trostrukih perovskita opće formule A2B(Te/W)O6 ili A3B2(Te/W)O9 (A = kation zemnoalkalijskog metala, B = kation prijelaznog metala). Budući da Te6+ i W6+ kationi imaju praznu d orbitalu, za suspstituciju na B položaju se kao prijelazni metali koriste elementi 3d bloka, posebice kationi elemenata željezove trijade čiji spojevi su često okarakterizirani kao fero-, feri- ili antiferomagnetici. Na taj način se generiraju složeni perovskiti koji u svojoj strukturi imaju preduvjet za induciranje i električne polarizacije i magnetizacije što se opisuje kao magnetoelektrični efekt. Ukoliko se radi o kombinaciji feroika prvog i/ili drugog reda, to se naziva multiferoičnost. Iako su spojevi sa Fe kationom istraživani u različitim kombinacijama, najčešće se radi o hibridnim monokristalima ili bulk polikristalima. U ovom je istraživanju naglasak na smanjenje veličine kristalita na nanoskalu. Zbog toga se koriste sintetske metode tzv „bottom-up“ pristupa, kao što su sol-gel, ultrazvučna i hidrotermalna metoda. Ukoliko bi sintetizirani nanomaterijali posjedovali multiferoična svojstva, njihova bi tehnološka primjena bila u komponentama za memorijske i spintronske uređaje. Kako su često ovakvi materijali ujedno i poluvodiči, njihova poluvodička svojstva bi mogla biti i spinski kontrolirana.

U doktorskom će se istraživanju racionalno dizajnirati sintetski postupci koji će prvobitno dovesti do nastanka fazno čistih nanomaterijala složenih perovskita. Potom će se detaljno istražiti magnetsko ponašanje, poglavito utjecaj smanjenja veličite kristalita na mjerena svojstva. Također će se detaljno ispitati i (di)električna, ali i optička svojstva kako bi se dokazala multifunkcionalnost ovakvih materijala. Većina strukturnih mjerenja i mjerenja svojstava odradit će se u sklopu međunarodnih suradnji voditelj projekta, a ujedno i mentora doktorandice sa znanstvenicima iz Njemačke, Slovenije, Mađarske, Južne Koreje, Kine, Austrije i Italije. Dosad su objaviljena dva znanstvena rada iz teme doktorskog rada s doktorandicom kao prvom autoricom u časopisima CrystEngComm (Structural characterization and magnetic property determination of nanocrystalline Ba3Fe2WO9 and Sr3Fe2WO9 perovskites prepared by a modified aqueous sol–gel route) i Journal of Physical Chemistry C (Rational Sol-Gel-Based Synthesis Design and Magnetic, Dielectric and Optical Properties Study of Nanocrystalline Sr3Co2WO9 Triple Perovskite).

Mentor: prof. dr. sc. Igor Đerđ (Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku, Odjel za kemiju)

Natječajni rok: DOK-2018-01

a) i b) SEM Ba3Fe2WO9, c) i d) SEM Sr3Fe2WO9

Jelena Bijelić rođena je 04. travnja 1993. godine u Vukovaru. Studij kemije završila je na Odjelu za kemiju Sveučilišta J. J. Strossmayera u Osijeku 2017. godine. Upisala je doktorski studij kemije na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu u Zagrebu 2018. godine. Usavršavala se na međunarodnim školama i radionicama u Italiji i Mađarskoj. Povremeno boravi na Institutu za fizikalnu kemiju Justus Liebig Sveučilišta u Giessenu u Njemačkoj u Laboratoriju za napredne funkcionalne nanomaterijale. Održava seminare iz kolegija Opća fizika 1 i 2 za studente kemije. Dosada je objavila 3 znanstvena rada i 22 kongresna priopćenja. Dobitnica je nekoliko stipendija IUCr, Rofa i AIC.