Grzegorz Sadowski har undersökt hur termoelektriska egenskaper förändras i tunna filmer när de utsätts för spänningar. Doktorsavhandlingen är den första hittills inom forskningsämnet tillämpad fysik, vid institutionen för materialvetenskap och tillämpad matematik på Malmö universitet.

Termoelektriska tunna filmer har visat sig vara en lovande kraftkälla för bärbara enheter, och ett alternativ till batterier, som erbjuder ett kontinuerligt och långvarigt flöde av elektricitet. De utgör även en tyst, nätfri och pålitlig lösning för elproduktion när de utsätts för temperaturskillnader.

– Eftersom tunna filmer har en liten tvärsnittsarea är det möjligt att studera höga spänningar genom att applicera relativt små krafter. Detta gör dem inte bara praktiska att arbeta med när det gäller att skapa mikroenheter och sensorer för Internet of Things, utan också för att studera effekterna av spänning, säger Grzegorz Sadowski.

Trots att tidigare studier visar på de potentiella fördelarna med reglerade spänningar, förbises detta ofta när man redogör för ett materials termoelektriska egenskaper menar Grzegorz Sadowski. Något som han redogör för i sin doktorsavhandling Thermoelectric Mg3Bi2 and TiNiSn thin films under intrinsic and extrinsic stress.

Det finns alltid mer att lära sig och man kan aldrig
börja förbereda sig för tidigt.

Grzegorz Sadowski vid Malmö universitet 

I sitt arbete har han bland annat studerat effekterna av spänning på de termoelektriska egenskaperna hos Mg3Bi2-baserade filmer.

– En måttlig spänning visade sig vara optimal för materialet Mg3Bi2, eftersom det förbättrade egenskaperna jämfört med det spänningsfria provet. Skillnaden i egenskaper till följd av spänningen var ganska stor, vilket förklara varför ett material kan uppvisa ett brett spektrum av värden vid till synes identiska förhållanden.

Han har även studerat den termomekaniska stabiliteten hos amorfa TiNiSn-skikt, som är flexibla i amorft tillstånd men spröda i kristallint tillstånd.

– Kristalliseringen inträffade vid 300 grader Celsius vilket är över 200 grader lägre än den rapporterade kristallisationstemperaturen för TiNiSn utan spänning. Graden av kristallisering verkar vara proportionell mot den pålagda spänningen och ganska stabil under konstanta krafter.

Vilken är den viktigaste lärdomen under din doktorandtid?

– Att det alltid finns mer att lära sig och att man aldrig kan börja förbereda sig för tidigt. Ingen kan allt, och det är inget att skämmas för att ställa frågor, särskilt inte om saker som man känner att man redan borde kunna. 

Varför valde du att bli forskare och vad ska du göra härnäst?

– Mitt examensarbete handlade om tunna filmer och jag kände att jag ville fördjupa mig och lära mig mer om det. Att arbeta med forskning är också ett utmärkt sätt att träffa vänner och kollegor med liknande intressen. Just nu söker jag en postdoktoranställning och ser fram emot att arbeta med andra material och tillämpningar, säger Grzegorz Sadowski.