Ljetni studentski projekti na ZEF-u

Indeks

  1. Ljetni studentski projekti
  2. Ljetni projekti 2016
LJSP_slika_2016

Damjan Blaženka (PMF)
Dubinsko profiliranje elemenata kombinacijom TOF-ERDA spektroskopije i raspršenja ionskim topom
(mentor: Z. Siketić, Laboratorij za interakcije ionskih snopova)
TOF-ERDA metoda koristi se na jednoj od šest linija Van der Graaf akceleratorskog postrojenja na IRB-u. Glavni princip TOF-ERDA je da atomima koji su ionskim snopom izbijeni iz tankog filma mjerimo energiju i vrijeme proleta, čime dobivamo podatke o njihovoj masi, a kad smo na taj način otkrili o kojoj se vrsti atoma radi, tad možemo uspoređivati broj izbijenih atoma iste mase na različitim energijama/vremenima proleta i na taj način dobiti podatke o dubini mjesta u uzorku s kojeg je pojedini atom izbijen.  Računalnim programima, koji koriste komplicirane formule izvedene iz teorijske fizikalne pozadine, iz dobivenih podataka računamo dubinski profil elemenata, tj. koliki postotak kojeg kemijskog elementa se nalazi na nekoj dubini u uzorku. Zbog raznih efekata preciznost metode smanjuje se s dubinom uzorka, odnosno kažemo da se smanjuje dubinska razlučivost. U ovom projektu ideja je bila argonskim topom skidati sloj po sloj s uzorka koji ispitujemo, i vidjeti dolazi li do povećanja preciznosti dubinskog profiliranja. 
Priprema eksperimenta uključivala je sastavljanje (šarafljenje, brtvljenje) plinskog topa naručenog iz Poljske (top ionizira plin, a zatim ga naponom ubrzava do izlaza iz topa), njegovo spajanje s bocom argona, postavljanje topa na komoru s uzorkom, namještanje vakuuma u komori, postavljanje elektroničkog uređaja za upravljanje argonskim topom (promjenjive varijable su bile struja ionizacijskog filamenta i napon ubrzavanja). Zatim nekoliko dana nismo mogli ništa raditi zbog kvara i servisa na akceleratorima za proizvodnju ionskih snopova. U nastavku rada, najveći problem bio je odrediti mjesto na koje udara snop argona i širinu snopa (što se nažalost sve mijenja ovisno o parametrima na topu), a to smo donekle riješili postavljanjem papira koji pocrni na mjestu gdje dođe do povišenja temperature. Bolju homogenost pokušali smo postići ravnomjernim kompjuterskim micanjem uzorka gore-dolje, međutim kasnije smo po tragovima na uzorku vidjeli da je homogenost bila daleko od idealne.
Rezultati su, nakon analize posebnih kompjuterskim programima, unatoč problemima, pokazali ponašanje koje smo htjeli i za očekivati je da će daljnjim razvojem metode ovo postati učinkovit način ispitivanja dubinskih profila kemijskih elemenata u tankim filmovima.
Ovo iskustvo ljetne prakse na ZEF-u moj je prvi susret s ozbiljnim znanstvenim istraživanjem, što mi puno znači jer dosad na studiju nisam mogao steći dojam na koji način rade znanstvenici i kako otprilike izgleda njihov radni dan. Druga vrlo dobra stvar na ovoj praksi su predavanja znanstvenika sa ZEF-a koja su bila vrlo motivirajuća i prepuna zanimljivosti. Osim svojeg projekta, imao sam vremena puno saznati i o projektima koje su imali kolege na praksi i promatrati njihovo izvođenje, a kroz razgovor s mentorom i drugim znanstvenicima naučiti dodatne stvari. Jedinstveno iskustvo bilo je ulazak u Van der Graafov akcelerator za vrijeme servisa, što u drugim prilikama nije moguće zbog izolacijskog plina koji se unutra nalazi.  Metodu TOF-ERDA koju sam upoznao u svojem projektu, i pripadnu liniju, koriste također znanstvenici iz drugih laboratorija jer im treba za njihova istraživanja, a isto vrijedi i za ostale tehnike u Laboratoriju za interakciju ionskih snopova, pa vjerujem da će budući eksperimentalni fizičar profitirati od ove prakse bez obzira na to da hoće li u budućnosti raditi neposredno s ionskim snopovima.

Lucija Nora Farkaš (PMF) i Sebastian Horvat (PMF)
Automatizacija fokusiranja ionskog snopa mikroprobe akceleratora
(mentor: N. Skukan, Laboratorij za interakcije ionskih snopova)
Cilj projekta je bio sastavljanje programskog rješenja za automatizaciju fokusiranja ionskog snopa mikroprobe akceleratora te uspostavljanja komunikacije s već postojećim hardverom. Prilikom izrade istog veliki izazov bio je odlučiti koji programski jezik koristiti, te smo izabrali grafički programski jezik LabView. U narednim tjednima upoznali smo se s ovim jezikom, što je bilo vrlo produktivno budući da se LabView učestalo koristi u laboratorijima i komunikaciji s uređajima. Također smo naišli na izazov jedinstveno vezan uz eksperimentalni rad koji se sastojao od nemogućnosti provjere samog programa zbog ograničenosti vremena rada s mikroprobom za koju je bio namjenjen, što nas je naučilo unaprijed prepoznavati i otklanjati neefikasne i netransparentne dijelove koda, te generirati vlastite nasumične podatke kojima smo provjeravali osnovnu uporabljivost programa.
Ljetna praksa na Zavodu pružila nam je iznimno koristan uvid u eksperimentalnu stranu znanosti koja nam je inače nedostupna. Preporučili bismo svima koje zanima kako izgleda rad u stvarnim laboratorijima da se prijave na praksu, budući da pruža mogućnost rada na zanimljivim i korisnim projektima u opuštenom i poticajnom okruženju stručnjaka u Zavodu za eksperimentalnu fiziku.

Dora Klindžić (PMF) i David Prelogović (PMF)
Istrazivanje meduzvjezdane materije pomocu radioteleskopa LOFAR
(mentor: V. Jelić, Laboratorij za astročestičnu fiziku i astrofiziku)
Naše iskustvo s ljetnom studenskom praksom na ZEF-u sačinjavaju tri sastojka: odličan mentor, fascinantna tema i mnoštvo samostalnog znanstvenog rada. Radili smo na obradi podataka radioteleskopa LOFAR, te i na samom razumijevanju principa rada teleskopa i prikupljenih podataka. 
Konkretno, u određenim područjima neba, ustanovljena je pojava zanimljivih ravnih struktura depolariziranih kanala u međuzvjezdanoj plazmi koji trenutno nisu teorijski objašnjeni i ne zna im se porijeklo. Naš zadatak bio je produbiti analizu takvih kanala i, koristeći razne algoritme, pronaći postoji li korelacija spomenutih kanala sa galaktičkom ravninom, magnetskim poljem mjerenim drugim teleskopima i sličnim. Također, bavili smo se statističkom obradom podataka u svrhu budućih simulacija koje će pokušati predvidjeti viđene, ali i pretpostaviti nove, još neviđene strukture.
Raditi analizu za koju znate da ju još nitko nije radio inspirira vas, pogotovo kada vidite da dobivate smislene rezultate. Najbitnije u cijeloj praksi svakako je stečeno znanje, ali i jedinstveno iskustvo o tome što znači raditi modernu znanost.

Romana Popočovski (PMF)
Temperaturno ovisna in-situ RBS spektroskopija
(mentor: M. Jakšić i S. Fazanić, Laboratorij za interakcije ionskih snopova)
Rutherfordova spektroskopija povratnim raspršenjem (RBS) se zasniva na elastičnom raspršenju upadnih čestica snopa na jezgrama atoma u meti, pri čemu energija povratno raspršenih iona ovisi o elementnom sastavu i dubinskoj raspodjeli elemenata. Dotična RBS metoda koristi se za dubinsko profiliranje sastava tankih filmova. Cilj samog projekta bila je uspostava eksperimentalnog postava za simultanu analizu sastava uzorka i grijanje snopom elektrona te mjerenje i analiza prikupljenih podataka na primjeru Ge+ITO (300°C).
Za korišteni uzorak, koji se sastojao od Ge kvantnih točaka u ITO matrici (In, Sn, O) dobivenih depozicijom pri 300°C, prethodno je uočen porast vodljivosti od 7 redova veličine pri 300°C u odnosu na sobnu temperaturu, što je ujedno i bio razlog njegovog korištenja u okviru ovog projekta. Usporedbom podataka dobivenih RBS mjerenjima pri različitim temperaturama doista je uočena promjena dubinskog profila uzorka (za mjerenja je korišten snop Li2+, 2MeV dobiven na Tandetron akceleratoru).
Sudjelovanjem na ljetnoj praksi ZEF‐a dobila sam uvid u realno radno okruženje znanstveno istraživačkog laboratorija koje je obuhvaćalo kontinuiranu suradnju sa drugim znanstvenicima i zaposlenicima Laboratorija za interakcije ionskih snopova, kao i upoznavanje sa eksperimentalnim postavima (kako onog vlastitog, tako i drugih aktualnih projekata u laboratoriju).
Kao najkorisniji aspekt rada na projektu istaknula bih samu analizu mjerenja tj. savladavanje osnova programa za prikupljanje (Spector) i simulaciju spektara (SIMNRA) te fizikalnu interpretaciju dobivenih rezultata, s čime se student tijekom preddiplomskog i diplomskog studija, rijetko ima prilike susresti.