Prof. dr hab. Andrzej Maziewski z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku otrzymał nagrodę Komitetu Fizyki Polskiej Akademii Nauk za rok 2022. Wyróżnienie odebrał podczas uroczystości, jaka odbyła się na Politechnice Warszawskiej.

Prof. dr hab. Andrzej Maziewski jest kierownikiem i założycielem zespołu zajmującego się badaniami materiałów magnetycznych. W 1976 roku utworzył Pracownię Fizyki Magnetyków,  która rozwinęła się w Zakład, a następnie w Katedrę na Wydziale Fizyki UwB. Jego zainteresowania naukowe skupiają się wokół badania statycznych i dynamicznych właściwości magnetycznych cienkich warstw oraz nanostruktur, modelowania tych właściwości, wpływu światła na uporządkowanie magnetyczne jonów, a także na rozwoju magnetooptycznej magnetometrii. Obecnie Katedra Fizyki Magnetyków posiada unikatową w skali światowej bazę aparaturową.

Prof. A. Maziewski rozpoczął swoje badania magnetyków w Instytucie Fizyki PAN, w zespole prof. Rity Szymczak. Dotyczyły one magnetycznych struktur domenowych w ortoferrytach (o grubości kilkudziesięciu mikrometrów). W Białymstoku podjął badania cienkich warstw granatów (o grubości kilku mikrometrów) z wykorzystaniem układów pomiarowych własnej konstrukcji, w tym oryginalnych technik magnetooptycznych. Promotorem jego rozprawy doktorskiej był prof. Henryk Szymczak. Prof. Maziewski po habilitacji (poświęconej właściwościom warstw granatów YIG:Co z silnym opóźnieniem magnetycznym), poszukując nowej tematyki badawczej, zainteresował się ultracienkimi warstwami magnetycznymi o grubości pojedynczych warstw atomowych. Badania te podjął 30 lat temu, we współpracy z prof. Jacquesem Ferré z Université Paris-Sud (Orsay). Prof. Maziewski odbył w tej uczelni wielomiesięczny staż naukowy. Długotrwałe staże w tym i w innych ośrodkach europejskich odbyli również jego współpracownicy z KFM. Początek badań nanomagnetyzmu można też łączyć ze zorganizowaniem w 1993 roku, z inicjatywy białostockich fizyków, w podsuwalskim Szelmencie międzynarodowych warsztatów „Physics of Ultrathin Magnetic Films”.

Jak informuje PAN, prof. Andrzej Maziewski otrzymał nagrodę „za stworzenie na Uniwersytecie w Białymstoku silnego, rozpoznawalnego w skali światowej ośrodka naukowego zajmującego się zaawansowanymi badaniami nanostruktur z materiałów magnetycznych dla zastosowań w nowoczesnej spintronice”. Uroczystość wręczenia nagrody odbyła się 30 maja 2023 r. w Sali Senatu Politechniki Warszawskiej.

Uczestnicy spotkania mieli okazję wysłuchać wykładu prof. Andrzeja Maziewskiego. Laureat nagrody zaprezentował szereg wybranych „historycznych” wyników uzyskanych w badaniach granatów YIG:Co (wysokotemperaturowego fotomagnetyzmu, odwracalnego „rysowania” wiązką światła, przełączania magnetyzacji femtosekundowymi impulsami światła) oraz ultracienkich warstw kobaltu (zmiany uporządkowania magnetycznego od prostopadłego do płaszczyznowego w procesach wytwarzania nanostruktur, czy po ich naświetlania impulsami światła lub bombardowania jonami). Przedstawił również najnowsze wyniki (opublikowane w kwietniu 2023 w renomowanym czasopiśmie amerykańskim Physical Review B), opisujące efekt „zamrażania” wzbudzeń magnetyzacji - fal spinowych.

Projekty badawcze i współpraca międzynarodowa

Zespół prof. Andrzeja Maziewskiego zrealizował, począwszy od końca lat siedemdziesiątych, kilkadziesiąt polskich i zagranicznych projektów badawczych i aparaturowych. Były to projekty polskie (najpierw do lat 90. takie jak PR-3, CPBP, CPBR, później KBN, NCN), europejskie oraz amerykański.

Profesor Andrzej Maziewski był współzałożycielem krajowej sieci naukowej zajmującej się badaniami magnetycznych nanostruktur. Od roku 2013 funkcjonuje ona jako Krajowe Centrum Nanofizyki i Spintroniki – SPINLAB. W skład sieci wchodzą: Instytut Fizyki PAN (Warszawa), Akademia Górniczo-Hutnicza (Kraków), Instytut Fizyki Molekularnej PAN (Poznań), Uniwersytet Adama Mickiewicza (Poznań), Uniwersytet w Białymstoku oraz Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN (Kraków).

Członkowie zespołu prof. Maziewskiego zrealizowali szereg krajowych projektów finansowanych przez NCN (m.in. w konkursach OPUS 5, OPUS 7, OPUS 13, SONATINA 2). Przykładem jest projekt „Wpływ struktury i domieszkowania wielowarstwowych układów ferromagnetyk / wczesny metal przejściowy na ich właściwości magnetostatyczne i magnetotransportowe” (realizowany przez konsorcjum IFPAN - UwB, koordynatorem zadań po stronie białostockiej uczelni była dr hab. Maria Tekielak, prof. UwB).  

Obecnie trwają prace w dwóch projektach: „Sterowane laserowo femtosekundowe prądy spinowe dla nierównowagowej ultraszybkiej fotoniki” (OPUS18, kierownik dr Ilya Razdolskiy) oraz „Syntetyczne warstwowe struktury magnetyczne z regulowanym interfejsowym oddziaływaniem Działoszyńskiego-Moriyi, prostopadłą anizotropią magnetyczną i międzywarstwowym sprzężeniem” (OPUS19, realizowany w konsorcjum IFPAN – UwB, koordynatorem zdań na UwB jest prof. A. Maziewski).

W ramach konsorcjum kierowanego przez Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach zrealizowany został również projekt finansowany przez NCBR - „Opracowanie wysokowydajnej i bezodpadowej technologii wytwarzania nanokompozytów magnetycznie miękkich dla wysokoczęstotliwościowego przetwarzania dużych mocy” (koordynator zadań UwB prof. Marek Kisielewski).

Białostoccy fizycy zrealizowali też wiele projektów specjalnie dedykowanych współpracy międzynarodowej. Były wśród nich m.in. przedsięwzięcia bilateralne w ramach międzyrządowych programów współpracy polsko-niemieckiej, polsko-francuskiej oraz polsko-indyjskiej, a także duże projekty finansowane przez NCN. W ramach konkursu HARMONIA 3 zrealizowany został projekt „Modification of the magnetic properties of ultrathin structures using electromagnetic radiation in a wide spectral range” (konsorcjum UwB - IFPAN oraz Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences, koordynator prof. A. Maziewski), zaś w konkursie HARMONIA 8 - projekt „Magnetization dynamics in amorphous microwires” (konsorcjum UwB, AGH, University of Basque Country (Hiszpania), koordynator prof. A. Stupakiewicz). Kolejną inicjatywą był projekt finansowany przez NCN w ramach konkursu BEETHOVEN 2 pt. „Dynamika ściany domenowej i właściwości magnetycznej tekstury w warstwach magnetycznych z oddziaływaniem typu Dzyaloshinskii-Moriya” (konsorcjum IKiFP PAN – UwB, Kiel University (Niemcy), koordynacja zadań dr hab. Ryszard Gieniusz, prof. UwB oraz dr Piotr Mazalski).

Badania zespołu prof. Maziewskiego dwukrotnie doceniła Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej, przyznając fizykom z UwB granty w konkursie TEAM na projekty realizowane w międzynarodowych zespołach: „Statics and dynamics of magnonic and magnetophotonic crystals” (koordynator prof. A. Maziewski) oraz „Innovative technology of cold ultrafast photo-magnetic recording and novel approach to ultrafast opto-spintronics” (koordynator prof. A. Stupakiewicz).

Do rozwoju zespołu Katedry Fizyki Magnetyków istotne było uzyskanie dużego europejskiego grantu z 6FP Marie Curie ToK (wspomaganego polskimi funduszami) na koordynowany przez prof. A. Maziewskiego projekt „Combined study of nanostructured magnetic materials (NANOMAG-LAB)” (2004-2009).

Fizycy z KFM byli też zaangażowani w realizację innych projektów finansowanych przez Unię Europejską: „Femtosecond opto-magnetism and novel approaches to ultrafast magnetism at the nanoscale” (z 7FP Marie Curie ITN, 2008-2012), „Ultrafast opto-magneto-electronics for non-dissipative information technology” (program Horizon 2020: COST) oraz „Cold Opto-Magnetism for Random Access Devices" (Marie Sklodowska-Curie ITN programme).

W najbliższych miesiącach prof. A. Maziewski uruchamia kolejny międzynarodowy projekt pt. „Materials for Ultraefficient Chiral SpinTronics” finansowany w ramach konkursu organizowanego przez sieć M-ERA.NET 3.

Baza aparaturowa

Katedra Fizyki Magnetyków posiada unikatowe w skali europejskiej, uzupełniające się laboratoria, z nowoczesnym wyposażeniem o wartości ok. 10 milionów euro, uzyskanych zarówno w ramach Europejskiego Programu Wsparcie Tworzenia Wspólnej Infrastruktury Badawczej Jednostek Naukowych (ze środków przyznanych sieci SPINLAB 1,5 mln euro trafiło do Białegostoku) oraz kilkunastu grantów aparaturowych i funduszy wspomagających projekty badawcze realizowane w Katedrze. Znajdują się tu laboratoria magnetooptycznej mikroskopii i magnetometrii, układy pomiarowe wykorzystujące femtosekundowe lasery, spektrometry nieelastycznego rozpraszania światła, mikroskopy skaningowe sił atomowych i magnetycznych.

Pracownicy KFM, w czasie wielomiesięcznych zagranicznych staży naukowych, poznali nowoczesne metody pomiarowe, które są rozwijane w Białymstoku pod kątem ich własnych potrzeb badawczych. Do pracy w nowoczesnych laboratoriach Katedry przyjeżdżają naukowcy z różnych krajowych i zagranicznych ośrodków (również w ramach własnych projektów realizowanych w Białymstoku). Pracownicy KFM korzystają z bazy technologicznej z IFPAN i IFMPAN rozbudowanej w ramach SPINLAB oraz z dużych urządzeń badawczych typu synchrotrony we Francji, Niemczech i w Japonii, a ostatnio rozpoczęli również  badania na synchrotronie SOLARIS w Krakowie.

Białostoccy magnetycy współpracowali bądź współpracują z wieloma naukowcami (wspólne prace z ponad stu osobami) z ośrodków naukowych na całym świecie, m.in. w Japonii, Singapurze, Holandii, Niemczech, Austrii, Francji, Rosji, Czechach, Ukrainie. 

Zespół prof. Andrzeja Maziewskiego cechuje systematyczny, intensywny rozwój naukowy, czego dowodem są 3 tytuły profesorskie, 5 habilitacji członków zespołu oraz kilkanaście doktoratów przygotowanych w Białymstoku. Pracownicy Katedry Fizyki Magnetyków UwB w sumie mają w dorobku ok. 400 publikacji, z których blisko połowa dotyczy nanomagnetyzmu.

Nagroda Komitetu Fizyki Polskiej Akademii Nauk została ustanowiona w 2018 roku. Jest przyznawana za działalność naukową i organizacyjną osobom zasłużonym dla upowszechniania wyników badań naukowych i mającymi szczególne osiągnięcia dla rozwoju nauk fizycznych. Nagrody dotychczas otrzymali prof. Ryszard Horodecki z Gdańska za wybitny wkład do teorii informatyki kwantowej i rozwoju tej dziedziny oraz  prof. Jan Misiewicz za stworzenie we Wrocławiu ośrodka optycznej spektroskopii nanostruktur i za wkład w rozwój fizyki półprzewodników.

Zdjęcie nr 1 -  Wręczenie nagrody; fot. Bartosz Matejko /PW

Zdjęcie nr 2 - fot. arch. Wydziału Fizyki UwB

Na zdjęciu uczestnicy warsztatów w Szelmencie z: Białegostoku (R. Gieniusz, A. Maziewski, A. Stankiewicz (obecnie Seagate, USA), E. Stefanowicz, M. Tekielak, poza zdjęciem M. Kisielewski), University Paris-Sud Orsay, Francja (J. Ferré, J. P. Jamet, V. Grolier, A. Kirilyuk (obecnie Radbud University, Nijmegen, Holandia), D. Renards, J-P. Renards, C. Chappert), AGH (J. Korecki, J. Wenda), IFPAN (T. Baczewski, H. Szymczak, R. Żuberek, ) UAM (J. Barnaś), IFM PAN (L. Smardz), IKiFP PAN (N. Spiridis), DSSP PAN, Zabrze (J. Nowak (obecnie IBM, USA)), Institute of Metal Physics, Kiev Ukraina (B. Ivanov), Charles University, Prague, Czechy (M. Nyvlt), IBM Zurich, Szwajcaria (R. Allenspach); poza zdjęciem A. Hubert (Universität Erlangen-Nürnberg, Niemcy).

zdjęcie nr 3 - Tablice informacyjne przed Wydziałem Fizyki, fot. A. Maziewski

nr 4 Zespół Katedry Fizyki Magnetyków; grafika - Wydział Fizyki UwB

Od lewej pracownicy: A. Stupakiewicz, M. Tekielak, A. Maziewski, R. Gieniusz, J. Kisielewski, Z. Kurant, W. Dobrogowski, U. Guzowska, I. Sveklo, M. Kisielewski, P. Mazalski oraz K. Szerenos (były doktorant);
poza zdjęciem - były pracownik A. Stankiewicz (1986-1998; obecnie SEAGATE Mineapolis USA), E. Stefanowicz.