Dr hab. inż. Paweł Karasiński (Lider zespołu)

Dr hab. inż. Paweł Karasiński uzyskał tytuły zawodowe magistra oraz inżyniera w fizyce technicznej na Wydziale Matematyczno-Fizycznym Politechniki Śląskiej w roku 1986. Tytuł doktora nauk fizycznych otrzymał również na tym Wydziale w roku 1998, zaś  habilitację obronił na Wydziale Elektroniki Politechniki Wrocławskiej w roku 2013. Jego zainteresowania badawcze obejmują: projektowanie, wytwarzanie i charakteryzację planarnych struktur światłowodowych do zastosowań w czujnikach pracujących w technice spektroskopii pola zanikającego, wytwarzanie warstw dielektrycznych i struktur wielowarstwowych metodą zol-żel oraz techniką dip-coating a w szczególności warstw falowodowych, zwierciadeł dielektrycznych, struktur antyrefleksyjnych i warstw wielofunkcyjnych. Jest autorem lub współautorem 125 publikacji naukowych indeksowanych w bazie Scopus i rozdziału w książce (sumaryczny IF 27.648, indeks Hirsha 13). Dr hab. inż. Paweł Karasiński był kierownikiem w 6 projektach, KBN, MNiSW, NCN (OPUS 3 i OPUS 13) oraz TANGO 3 (NCBiR) oraz wykonawcą w 11 innych projektach. Obecnie jest liderem grupy badawczej z Politechniki Śląskiej w projekcie FNP-HYPHa. Praca doktorska dr. hab. inż. Pawła Karasińskiego został wyróżniona stypendium promocyjnym firmy FIAT. Otrzymał też liczne nagrody Rektora Politechniki Śląskiej za osiągnięcia naukowe, jest laureatem Polskiej Nagrody Inteligentnego Rozwoju 2020, otrzymał srebrny medal XIV Międzynarodowych Targów Wynalazków i Innowacji w Katowicach za „Innowacyjny fotoniczny system pomiarowy do zastosowań biomedycznych”.

https://orcid.org/0000-0002-5436-9212
https://www.researchgate.net/profile/Pawel-Karasinski

Dr hab. inż. Cuma Tyszkiewicz, PL

Dr hab. inż. Cuma Tyszkiewicz uzyskał tytuły zawodowe magistra oraz inżyniera w fizyce technicznej na Wydziale Matematyczno-Fizycznym Politechniki Śląskiej w roku 2001.  Tytuł doktora nauk fizycznych otrzymał również na tym Wydziale w roku 2006, zaś habilitację obronił na Wydziale Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej w roku 2019. Jego zainteresowania badawcze obejmują teoretyczne i eksperymentalne zagadnienia propagacji fal elektromagnetycznych w układach optyki zintegrowanej w szczególności bazujących na warstwach falowodowych SiO_x-TiO_y. Jest autorem lub współautorem 57 publikacji indeksowanych w bazie Scopus (sumaryczny IF 60.217, indeks Hirsha 10). Dr hab. inż. Cuma Tyszkiewicz był wykonawcą w 6 projektach krajowych i jednym międzynarodowym.  Należy do towarzystw naukowych OPTICA i IEEE. Jest edytorem gościnnym w czasopismach: Energies i Photonics (MDPI). Otrzymał kilka nagród Rektora Politechniki Śląskiej za osiągnięcia naukowe oraz srebrny medal XIV Międzynarodowych Targów Wynalazków i Innowacji w Katowicach za „Innowacyjny fotoniczny system pomiarowy do zastosowań biomedycznych”.

https://orcid.org/0000-0001-9724-5183
https://www.researchgate.net/profile/Cuma-Tyszkiewicz

Dr inż. Paweł Kielan

Dr inż. Paweł Kielan uzyskał tytuły zawodowe magistra oraz inżyniera w elektrotechnice, ze specjalizacją mechatronika i robotyka, na Wydziale Elektrycznym Politechniki Śląskiej w roku 2004. Tytuł doktora nauk technicznych otrzymał również na tym Wydziale w roku 2011 na podstawie rozprawy doktorskiej zatytułowanej: „Aspekty sterowania urządzeniami mechatronicznymi przez Internet – analiza protokołu TCP/IP”. Jest autorem 60 publikacji naukowych i referatów konferencyjnych indeksowanych w bazie Web of Science i w bazie Scopus. Jego prace opublikowane są między innymi w czasopismach Electronics, Robotics, Materials oraz w Biuletynie Polskiej Akademii Nauk. Wykonawca w 9 projektach krajowych i zagranicznych. Dr inż. Paweł Kielan jest recenzentem w czasopismach Applied Sciences i Electronics. Do jego zainteresowań naukowych należą metody oraz algorytmy sterowania urządzeniami mechatronicznymi, przetwarzanie sygnałów, przetwarzanie obrazów, sterowanie systemami mechatronicznymi poprzez sieć Internet, robotyka, elektrotechnika.

https://orcid.org/0000-0002-5648-2120
https://www.researchgate.net/profile/Pawel-Kielan

Dr Katarzyna Wojtasik

Absolwentka Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego w 2005, specjalność: nowoczesna synteza i fizykochemia organiczna. Stopień doktora nauk ścisłych i przyrodniczych w dyscyplinie nauki chemiczne uzyskała w styczniu 2020 r. na Uniwersytecie Opolskim (Wydział Chemii). Od lipca 2020 zatrudniona jest na Politechnice Śląskiej w Katedrze Optoelektroniki, gdzie odbywa staż podoktorski w ramach projektu TEAM-NET. W projekcie zajmuje się technologią wytwarzania cienkich warstw metodą zol-żel oraz charakteryzacją warstw do zastosowań w optoelektronice. Pracuje także na Politechnice Krakowskiej w Katedrze Fizyki, gdzie prowadzi badania w zakresie nanotechnologii i struktur warstwowych do zastosowań w optoelektronice. Członkini Polskiego Towarzystwa Chemicznego.

https://orcid.org/0000-0002-2022-842X
https://www.researchgate.net/profile/Katarzyna-Wojtasik-2

Mgr inż. Magdalena Zięba

Absolwentka studiów magisterskich na kierunku Chemia, specjalność Chemia Bioorganiczna (2016 r.) na Wydziale Chemii Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Po ukończeniu studiów przez 3.5 roku pracowała w Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN w Zabrzu na stanowisku asystenta, gdzie zdobyła cenne doświadczenie naukowe. Obecnie jest doktorantką Wspólnej Szkoły Doktorskiej przy Politechnice Śląskiej w dyscyplinie automatyka, elektronika i elektrotechnika. Brała udział w realizacji 4 projektów badawczych finansowanych ze źródeł krajowych oraz europejskich, z czego w dwóch aktualnie prowadzi badania. Współautorka 24 publikacji naukowych indeksowanych w bazie Scopus (IF=80.437). Liczba cytowani w bazie Scopus 151 (h=7). Obecnie obszarem jej aktywności naukowej są badania technologiczne nad wytwarzaniem warstw optycznych metodą zol-żel i techniką dip-coating. Istotnym elementem prowadzonych badań naukowych są badania technologiczne nad kompozytowymi warstwami falowodowymi domieszkowanymi jonami lantanowców oraz ich charakteryzacja.

https://orcid.org/0000-0002-0126-031X
https://www.researchgate.net/profile/Magdalena-Zieba-4

Mgr Mateusz Wdowiak

Jest absolwentem studiów licencjackich oraz magisterskich na kierunku Biotechnologia, specjalność biotechnologia molekularna, na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Obecnie jest doktorantem w ramach Warszawskiej Szkoły Doktorskiej Nauk Ścisłych i BioMedycznych, w Instytucie Chemii Fizycznej PAN. Jest współautorem publikacji naukowych oraz rozdziału książki Nanotechnology for Infectious Diseases (str. 439–473) wydawca Springer-Nature. W ramach doktoratu zajmuje się opracowaniem metod ochrony bakteriofagów przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi, oraz wykorzystaniem bakteriofagów do wykrywania bakterii. Jego zainteresowania naukowe skupiają się również na metodach eliminacji lekoopornych bakterii patogennych, oraz modyfikacji powierzchni, umożliwiających m.in. ulepszenie długoterminowego przechowywania materiałów biologicznych.

Zespół Fotoniki i Nanotechnologii z Politechniki Śląskiej w ramach projektu HYPHa zajmuje się następującymi zagadnieniami:

– metodą zol-żel, która jest chemicznym sposobem wytwarzania materiałów z fazy ciekłej a jej najważniejszą zaletą jest możliwość kontroli struktury materiału i homogeniczności na poziomie cząsteczkowym. Zespół posiada duże doświadczenia w zakresie syntezy jednoskładnikowych zoli SiO₂, TiO₂ i zoli dwuskładnikowych SiO_x:TiO_y. oraz w zakresie wytwarzania z nich warstw metodą dip-coating. Z zoli dwuskładnikowych wytwarzane są warstwy falowodowe. Na etapie przygotowania zolu wprowadzone mogą być do niego domieszki modyfikujące jego właściwości. W ten sposób wytwarzane są warstwy aktywne. Stosując odpowiednie surfaktanty lub porogeny można kontrolować porowatość wytwarzanego materiału.

– pasywnymi warstwami falowodowymi wytwarzanymi metodą zol-żel i techniką dip-coating do zastosowań w planarnych czujnikach światłowodowych. Rutynowo wytwarzane są kompozytowe warstwy falowodowe SiO_x:TiO_y o stosunku molowym Si:Ti=1:1 i współczynniku załamania 1,8. Grubości tych warstw falowodowych są na poziomie ~200 nm a szorstkości powierzchni (rms) poniżej 0,2 nm. Dla tych warstw falowodowych osiągnięto rekordowo niskie straty optyczne <0,2 dB/cm. Warstwy te cechują się wieloletnią stabilnością parametrów. Nakładając kolejno dwie lub trzy warstwy wytwarzane są warstwy falowodowe o grubościach odpowiednich do zastosowań w zakresie spektralnym NIR (1550 nm). Dobierając inne proporcje krzemu i tytanu można uzyskiwać inne współczynniki załamania. Wykorzystując te możliwości opracowano warstwy falowodowe o współczynnikach załamania z zakresu od ~1,5 do ponad 1,9, które są nadal rozwijane. Głównym źródłem strat w wytwarzanych światłowodach planarnych jest rozpraszanie na defektach powierzchni podłoża. Dla wygładzania powierzchni podłoży opracowano warstwy o współczynniku załamania równym współczynnikowi załamania podłoża.

– aktywnymi warstwami falowodowymi do zastosowań w optyce zintegrowanej, które wytwarzane są na bazie opracowanych pasywnych warstw falowodowych. Na etapie formowania zolu dodawane są do niego sole lantanowców. Przedmiotem badań jest wpływ lantanowców na krystalizację TiO₂, jak również i wpływ zawartości TiO₂ w kompozytowych warstwach falowodowych SiO_x:TiO_y domieszkowanych lantanowcami na ich właściwości fotoluminescencyjne. Zakładanym celem tego wątku badawczego jest opracowanie aktywnych struktur optyki zintegrowanej do zastosowań we wzmacniaczach optycznych i w planarnych laserach światłowodowych.

– charakteryzacją warstw wytwarzanych metodą zol-żel i techniką dip-coating. Rutynowymi metodami badawczymi wytwarzanych warstw jest spektrofotometria oraz elipsometria monochromatyczna i spektroskopowa. Morfologia powierzchni badana jest metodą mikroskopii sił atomowych. Członkowie Zespołu posiadają duże doświadczenie w posługiwaniu się tymi metodami badawczymi. Podstawowymi charakterystykami technologicznymi są zależności wpływu szybkości wynurzania podłoża z zolu na grubość warstwy i jej współczynnik załamania. Pomiary te wykonywane są z użyciem elipsometru monochromatycznego SENTECH SE 400. Elipsometria monochromatyczna stosowana jest do wyznaczania grubości i współczynników załamania wytwarzanych warstw. Metody spektrofotometryczne w zakresie 190 nm do 1700 nm używane są do wyznaczania położenia krawędzi i pasm absorpcyjnych oraz do określania jednorodności optycznej wytwarzanych warstw. Metodą elipsometrii spektroskopowej wyznaczane są charakterystyki dyspersyjne współczynników załamania i ekstynkcji, które wykorzystywane są w analizach teoretycznych. Morfologia powierzchni wytwarzanych warstw badana jest metodami mikroskopii sił atomowych AFM i skaningowej mikroskopii elektronowej SEM.

 – analiza i projektowanie planarnych struktur światłowodowych realizowana jest z wykorzystaniem autorskich programów członków Zespołu oraz z użyciem komercyjnego oprogramowania FIMMPROP i FIMMWAVE. Autorskie programy wykorzystywane są głównie do analizy jednowymiarowych struktur fotonicznych, jak również do wstępnej analizy niektórych struktur dwuwymiarowych. Oprogramowanie FIMMPROP i FIMMWAVE wykorzystywane jest do analizy teoretycznej struktur paskowych optyki zintegrowanej a otrzymywane wyniki są wykorzystywane do projektowania tych struktur i jednocześnie do projektowania wzorów masek fotolitograficznych.

2023

• M. Wdowiak, P. A. Mierzejewski , R. Zbonikowski, B. Bończak, J. Paczesny,
  Congo red protects bacteriophages against UV irradiation and allows for the simultaneous use of phages and UV for membrane sterilization,
  Environ. Sci.: Water Res. Technol., 9 (2023) 696-706
  IF = 5.819
  1039/D2EW00913G

2021

• Magdalena Zięba, Katarzyna Wojtasik, Cuma Tyszkiewicz, Ewa Gondek, Jacek Nizioł, Katarzyna Suchanek, Michał Wojtasik, Wojciech Pakieła, Paweł Karasiński
  High Refractive Index Silica-Titania Films Fabricated via the Sol–Gel Method and Dip-Coating Technique—Physical and Chemical Characterization.
  Materials, 14 (2021), 7125/1-7125/20
  IF = 3.748
  10.3390/ma14237125

2020

• Paweł Karasiński, Cuma Tyszkiewicz, Ryszard Piramidowicz, Andrzej Kaźmierczak
  Development of integrated photonics based on SiO₂:TiO₂ sol-gel derived waveguide layers: state of the art, perspectives, prospective applications.
  Integrated photonics platforms: fundamental research, manufacturing and applications, Baets R.G., O’Brien P., Vivien L. (red.), Proceedings of SPIE, 11364 (2020), 1136414
  10.1117/12.2559059

2022

Prof. Paweł Karasiński przewodniczy sesji specjalnej „FOTONIKA I FOTOWOLTAIKA NA KANWIE XXI WIEKU” podczas XXI Krajowej Konferencji Elektroniki, Darłowo 05.06-09.06.2022

Zespół Fotoniki i Nanotechnologii na sesji plakatowej XXI Krajowej Konferencji Elektroniki, Darłowo 05.06-09.06.2022

Dr Katarzyna Wojtasik podczas prezentacji ustnej na XXI Krajowej Konferencji Elektroniki, Darłowo 05.06-09.06.2022

Mgr inż. Magdalena Zięba odbiera dyplom za najlepszą prezentację ustną w sesji specjalnej na XXI Krajowej Konferencji Elektroniki, Darłowo 05.06-09.06.2022

Mgr inż. Magdalena Zięba podczas prezentacji ustnej na XXI Krajowej Konferencji Elektroniki, Darłowo 05.06-09.06.2022

Mgr inż. Magdalena Zięba podczas sesji posterowej na EuroScience Open Forum 2022 Katowice Regional Site/Leiden, July 13-16, 2022, Katowice

2021

Studenci stypendyści w trakcie pomiarów elipsometrycznych, Magdalena Żebrowska i Krzysztof Grabiński

Dr Katarzyna Wojtasik i prof. Paweł Karasiński podczas prezentacji posterowej na XX-tej Krajowej Konferencji Elektroniki

Prof. Paweł Karasiński wygłasza wykład Warstwy dielektryczne wytwarzane metodą zol-żel do zastosowań w optoelektronice. II Krajowa Konferencja Nauki i Przemysłu „Fotowoltaika 2025”, 31 maja – 3 czerwca 2021 r., Rytro.

Panie mgr Magdalena Zieba i dr Katarzyna Wojtasik prezentują poster na II Krajowa Konferencja Nauki i Przemysłu „Fotowoltaika 2025”, 31 maja – 3 czerwca 2021 r., Rytro.

Prezentacje na konferencjach

• Tyszkiewicz C., Kazmierczak A., Butt M.A., Karasiński P. Rib waveguide homogeneous sensitivity with regard to single mode propagation condition. 16th Conference: INTEGRATED OPTICS – Sensors, Sensing Structures and Methods, IOS’2022, 28.02–04.03.2022, Szczyrk.
• Zięba M., Wojtasik K., Tyszkiewicz C., Karasiński P., Optical properties of erbium-doped TiO2 films, 16th Conference: INTEGRATED OPTICS – Sensors, Sensing Structures and Methods, IOS’2022, 28.02–04.03.2022, Szczyrk.
• Zięba M., Tyszkiewicz C., Wojtasik K., Dorosz D., Karasiński P. Erbium-doped sol-gel derived silica-titania films, SPIE Photonics Europe 2022, 03-07.04.2022, Strasbourg.
• Kazmierczak A., Butt M.A., Zięba M., Tyszkiewicz C., Karasiński P., Piramidowicz R., Towards the most convenient configuration of integrated photonic sensor for implementation in SiO2:TiO2 sol-gel derived waveguide film technology, SPIE Photonics Europe 2022, 03-07.04.2022, Strasbourg.
• Duda Ł., Czajkowski M., Karasiński P., Tyszkiewicz C., Zięba M., Guzik M., Bachmatiuk A., Fabrication of formable sol-gel and polymer films for planar photonic systems, PANIC Summer School 2022, 30.05-3.06.2022, Wrocław
• Karasiński P., Zięba M., Tyszkiewicz C., Straty optyczne w warstwach falowodowych ‐ źródła strat i metody pomiarowe. XXI Krajowa Konferencja Elektroniki, 05.06-09.06.2022 Darłowo,
• Tyszkiewicz C., Kazmierczak A., Butt M.A Karasiński P. Badanie zależności między czułością homogeniczną światłowodów żebrowych a rozkładem energii prowadzonych w nich pól modów HE00 i EH00 XXI Krajowa Konferencja Elektroniki, 05.06-09.06.2022 Darłowo.
• Karasiński P. Kompozytowe Warstwy Falowodowe SiOx:TiOy Wytwarzane Metodą Zol-Żel i Techniką Dip – Coating Nową Platformą Materiałową Optyki Zintegrowanej. Polska Konferencja Optyczna 2022, 12-15.06.2022, Płock.
• Zięba M., Wojtasik K., Tyszkiewicz C., Karasiński P., Dielectric films produced via sol-gel method and dip-coating technique for optoelectronics, EuroScience Open Forum 2022 Katowice Regional Site/Leiden, 13-16.07.2022, Katowice.
• Tyszkiewicz C., Zięba M., Wojtasik K., Karasiński P., Influence of silica-titania layers doping with lanthanides on their waveguide properties, Symposium on Advanced Technologies and Materials, 06-09.09.2022, Wrocław.
• Zięba M., Wojtasik K., Tyszkiewicz C., Karasiński P. Warstwy falowodowe o wysokim współczynniku załamania wytwarzane metodą zol-żel i techniką dip-coating. Interdyscyplinarność kluczem do rozwoju. XIII Interdyscyplinarna Konferencja Naukowa TYGIEL 2021, 25-28.03. 2021.
• Karasiński P. Zastosowanie metody zol-żel do wytwarzania struktur fotonicznych. Interdyscyplinarność kluczem do rozwoju. XIII Interdyscyplinarna Konferencja Naukowa TYGIEL 2021, 25-28.03. 2021.
• Zięba M., Wojtasik K., Tyszkiewicz C., Karasiński P. Warstwy TiO2 domieszkowane jonami wybranych lantanowców – technologia i charakteryzacja. II Krajowa Konferencja Nauki i Przemysłu „Fotowoltaika 2025”, 31.05 – 3 .06. 2021, Rytro.
• Karasiński P. Warstwy dielektryczne wytwarzane metodą zol-żel do zastosowań w optoelektronice. II Krajowa Konferencja Nauki i Przemysłu „Fotowoltaika 2025”, 31.05. – 3 .06. 2021, Rytro.
• Zięba M., Wojtasik K., Tyszkiewicz C., Karasiński P. Optical properties of sol-gel derived SiOx : TiOy waveguide films, International conference Opto 2021, 12-15.07.2021, Wrocław.
• Zięba M., Wojtasik K., Tyszkiewicz C., Karasiński P. Niskostratne warstwy falowodowe na zakres spektralny Vis-NIR. XX Krajowa Konferencja Elektroniki, 05.09-09.09.2021, Darłowo.
• Wojtasik K. , Zięba M., Tyszkiewicz C., Kielan P., Karasiński P. Wpływ starzenia zolu na właściwości warstw falowodowych SiOx:TiOy wytwarzanych metodą zol-żel i techniką dip-coating. XX Krajowa Konferencja Elektroniki, 05- 09.09.2021, Darłowo.
• Karasiński P. Warstwy falowodowe wytwarzane metodą zol-żel- platforma materiałowa dla optyki zintegrowanej. . XX Krajowa Konferencja Elektroniki, 05.09-09.09.2021, Darłowo.
• Baraniecki T., Hlushchenko D., Zięba M., Karasiński P., Gemza K., Guzik M., Bachmatiuk A. Zastosowanie trawienia plazmowego do wytwarzania światłowodów paskowych z kompozytowych warstw falowodowych SiOx:TiOy XX Krajowa Konferencja Elektroniki, 05.09-09.09.2021, Darłowo.
• Zięba M., Wojtasik K., Tyszkiewicz C., Karasiński P. Low loss, sol-gel derived optical waveguide films for applications in evanescent wave sensors technology, 16th International Conference on Optical and Electronic Sensors COE2020, 27–29.09.2021, Kraków (online).
• Tyszkiewicz C., Karasiński P. Grating couplers as highly sensitive transducers for refractive index measurements. 16th International Conference on Optical and Electronic Sensors COE2020, 27 – 29.09.2021, Kraków (online).
• Kasiński P., Tyszkiewicz C., Zięba M., Wojtasik K., Low loss and high refractive inwaveguide films fabricated using sol-gel method and dip-coating technique, Prequel Symposium on Advanced Technologies and Materials (ATAM 2020) , 13-15.10.2020, Wrocław.