Syftet med detta forskningsområde är att utföra detaljerade undersökningar av elektronstrukturen och de kemisk bindningarna i olika material och koppla detta till materialens egenskaper. Genom att kombinera rätt grundämnen i olika föreningar och legeringar kan egenskaper såsom hårdhet, elasticitet, ledningsförmåga, bandgap och supraledning skräddarsys.
Studierna är en tillämpningsinspirerad form av grundforskning vid Institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM) med framställningsprocesser, materialval och fenomen såsom temperaturberoende effekter (spinodalt sönderfall och supraledning) som också är relevanta för industrin. Experimentellt arbete med hjälp av avancerade röntgenspektroskopimetoder med synkrotronstrålning kombineras med motsvarande beräkningsmetoder.
Forskningsinriktning
Forskningen fokuserar på hur elektronstruktur och kemisk bindning styr de funktionella egenskaperna hos avancerade material – från tvådimensionella (2D) MAX- och MXene-system till amorfa nanokompositer, nitrider och mineraler.
Med hjälp av synkrotronbaserad röntgenspektroskopi och kvantmekaniska beräkningar studeras sambanden mellan orbitalhybridisering, laddningsöverföring och lokala bindningsmiljöer samt hur dessa påverkar elektriska, magnetiska och mekaniska egenskaper.
Metoder och tillämpningar
Arbetet kombinerar materialsyntes med experimentella karaktäriseringstekniker som synkrotronljusbaserad röntgenabsorption (XAS), emission (XES), resonant inelastisk spridning (RIXS) och fotoelektronspektroskopi (XPS) med förstaprincipberäkningar med täthetsfunktionalteori (DFT) samt multiplet- och laddningsöverföringsmodeller.
Syftet är att skapa en djupare förståelse för kopplingen mellan struktur och funktion samt att bidra till utvecklingen av hållbara, högpresterande material för energi-, elektronik- och gruvtekniska tillämpningar.
Aktuella forskningsområden
• Elektronstruktur i MAX- och MXene-baserade 2D material
• Metallener - atomära metallager såsom guldéne
• Amorfa karbid-, hydrid-, borid- och nitridfilmer och deras lokala bindningsmiljöer
• Komplexa nitrid- och oxidsystem med riktad elektronisk anisotropi
• Guldbärande mineraler och miljövänliga separationsstrategier
Exempel på aktuella materialstudier och forskningsresultat är MAX-faser och MXene, amorfa karbider samt nitrider.
Du kan läsa mer om min forskning på min egen webbsida.
