Nowe Materiały Półprzewodnikowe

Kierownicy

Paulina Płochocka-Maude
Paulina Płochocka

pok. 356A, A-1

Michał Baranowski
Michał Baranowski

pok. 356A, A-1

Alessandro Surrente
Alessandro Surrente

pok. 357, A-1
tel. 71 320 37 40

Mateusz Dyksik
Mateusz Dyksik

pok. 357, A-1
tel. 71 320 37 40

doktoranci

Ewelina Cybula
Ewelina Cybula

pok. 440, A-1
tel. 71 320 38 19

Maciej Śmiertka
Maciej Śmiertka

pok. 229, A-1

Badania

Grupa Nowych Materiałów Półprzewodnikowych specjalizuje się w badaniu fundamentalnej struktury elektronowej i właściwości optycznych nowatorskich materiałów półprzewodnikowych, w tym szerokiej rodziny półprzewodników 2D, perowskitów metalohalogenkowych i różnych rodzajów heterostruktur van der Waalsa. Naszym celem jest pogłębienie wiedzy na temat tych obiecujących materiałów, które mają potencjał zrewolucjonizowania przyszłych technologii. Perowskity, na przykład, są niezwykle obiecujące pod kątem zastosowań w ogniwach słonecznych i emiterach światła, a dichalkogenki metali przejściowych (TMD) są aktywnie badane pod kątem ich potencjału w elektronice, optoelektronice i komputerach kwantowych. Poza zastosowaniami technologicznymi, materiały te oferują unikalną platformę do badania nowych zjawisk fizycznych, nieobecnych w konwencjonalnych półprzewodnikach.

Nasze badania opierają się na zaawansowanych technikach spektroskopii optycznej, często w połączeniu z polami magnetycznymi, aby zapewnić kompleksowy wgląd w fundamentalne właściwości tych materiałów – w szczególności w ich zachowanie ekscytonowe. To podejście pozwala nam odkryć kluczowe mechanizmy fizyczne, które wpływają na ich wydajność i otwierają nowe możliwości dla przyszłych zastosowań.

2025

Excitonic anisotropy in single-crystalline 2D silver phenylchalcogenides
Woo Seok. Lee, Yeongsu Cho, Katarzyna Z. Posmyk, Paulina Peksa, Mateusz Ł. Dyksik, Nicholas Samulewicz, Paulina Płochocka, Michał Baranowski, Heather J. Kulik, William A. Tisdale
Advanced Optical Materials. 2025, vol. 13, nr 32, art. e02435, s. 1-13

Tunable room-temperature polaritons in the very strong coupling regime in quasi-2D Ruddlesden-Popper perovskites
Hamid Pashaei. Adl, Christoph Bennenhei, Marti Struve, Paulina Peksa, Mateusz Ł. Dyksik, Michał Baranowski, Kok Wee. Song, Moritz Gittinger, Christoph Lienau, Jonas K. König, Jamie M. Fitzgerald, Naga Prathibha. Jasti, Falk Eilenberger, Paulina Płochocka, Ermin Malic, Oleksandr Kyriienko, Martin Esmann, Christian Schneider
Advanced Optical Materials. 2025, vol. 13, nr 30, s. 1-8

Study of gold and bismuth electrical contacts to a MoS2 monolayer
Agata D. Zielińska, Joanna Prażmowska-Czajka, Mateusz Ł. Dyksik, Jonathan Eroms, Dieter Weiss, Regina Paszkiewicz, Mariusz Ciorga
Solid State Communications. 2025, vol. 367, art. 115824, s. 1-5

Quadrupolar excitons in MoSe2 bilayers
Jakub Jasiński, Joakim Hagel, Samuel Brem, Edith Wietek, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe*, Alexey Chernikov, Nicolas Bruyant, Mateusz Ł. Dyksik, Alessandro Surrente, Michał Baranowski, Duncan K. Maude, Ermin Malic, Paulina Płochocka
Nature Communications. 2025, vol. 16, art. 1382, s. 1-8

Steric engineering of exciton fine structure in 2D perovskites
Mateusz Ł. Dyksik, Michał Baranowski, Joshua J. P. Thompson, Zhuo Yang, Martha Rivera. Medina, Maria Antonietta. Loi, Ermin Malic, Paulina Płochocka
Advanced Energy Materials. 2025, vol. 15, nr 9, art. 2404769, s. 1-11

2024

Steric engineering of exciton fine structure in 2D perovskites
Mateusz Ł. Dyksik, Michał Baranowski, Joshua J. P. Thompson, Zhuo Yang, Martha Rivera. Medina, Maria Antonietta. Loi, Ermin Malic, Paulina Płochocka
Advanced Energy Materials. 2025, vol. 15, nr 9, art. 2404769, s. 1-11

Rethinking assumptions: assessing the impact of strong magnetic fields on luminescence thermometry
Maxime Aragon-Alberti, Mateusz Ł. Dyksik, Carlos D.S. Brites, Jérôme Rouquette, Paulina Płochocka, Luís D. Carlos, Jérôme Long
Journal of the American Chemical Society. 2024, vol. 146, nr 49, s. 33723-33731

Analytical model for a hydrogen atom in a magnetic field: implications for the diamagnetic shift
Duncan K. Maude, Paulina Płochocka, Zhuo Yang
Physical Review. B. 2024, vol. 109, nr 15, art. 155201, s. 1-8

Engineering the effective mass in 2D perovskites via octahedral distortion
Paulina Peksa, Arthur Maufort, Michał Baranowski, Alessandro Surrente, Laurence Lutsen, Paulina Płochocka, Wouter T. M. Van. Gompel, Mateusz Ł. Dyksik
Journal of Physical Chemistry C. 2024, vol. 128, nr 42, s. 17984-17989

Switchable optical and dielectric properties of TBAPh2MnBr4: Unraveling phase transition effects in low-dimensional perovskite-like structures
P. Peksa, V. Grinevych, A. Gągor, M. Baranowski, P. Płochocka, M. Mączka
Optical Materials 154, 115684 (2024)

Electron–phonon coupling and a resonant-like optical observation of a band inversion in topological crystal insulator Pb1−xSnxSe
M. Woźny, W. Szuszkiewicz, M. Dyksik, M. Motyka, A. Szczerbakow, W. Bardyszewski, T. Story and J. Cebulski
New Journal of Physics 26, 063008 (2024)

Control of the valley polarization of monolayer WSe2 by Dexter-like coupling
J. Jasiński, J. J. P. Thompson, S. Palai, M. Śmiertka, M. Dyksik, T. Taniguchi, K. Watanabe, M. Baranowski, D. K. Maude, A. Surrente, E. Malic and P. Płochocka
2D Materials 11, 025007 (2024)

Polaronic Mass Enhancement and Polaronic Excitons in Metal Halide Perovskites
M. Baranowski, A. Nowok, K. Galkowski, M. Dyksik, A. Surrente, D. Maude, M. Zacharias, G. Volonakis, S. D. Stranks, J. Even, M. Maczka, R. Nicholas, and P. Plochocka
ACS Energy Letters 9, 2696 (2024)

Bright Excitonic Fine Structure in Metal-Halide Perovskites: From Two-Dimensional to Bulk
K. Posmyk, N. Zawadzka, Ł. Kipczak, M. Dyksik, A. Surrente, D. K. Maude, T. Kazimierczuk, A. Babiński, M. R. Molas, W. Bumrungsan, C. Chooseng, W. Paritmongkol, W. A. Tisdale, M. Baranowski, and P. Plochocka
Journal of the American Chemical Society 146, 4687 (2024)

Polaron Vibronic Progression Shapes the Optical Response of 2D Perovskites
M. Dyksik, D. Beret, M. Baranowski, H. Duim, S. Moyano, K. Posmyk, A. Mlayah, S. Adjokatse, D. K. Maude, M. A. Loi, P. Puech, P. Plochocka
Advanced Science 11, 2305182 (2024)

Exciton Fine Structure in 2D Perovskites: The Out-of-Plane Excitonic State
K. Posmyk, M. Dyksik, A. Surrente, D. K. Maude, N. Zawadzka, A. Babiński, M. R. Molas, W. Paritmongkol, M. Mączka, W. A. Tisdale, P. Plochocka, M. Baranowski
Advanced Optical Materials 12, 2300877 (2024)

Phonon-Bottleneck Enhanced Exciton Emission in 2D Perovskites
J. J. P. Thompson, M. Dyksik, P. Peksa, K. Posmyk, A. Joki, R. Perea-Causin, P. Erhart, M. Baranowski, M. A. Loi, P. Plochocka, E. Malic
Advanced Energy Materials 14, 2304343 (2024)

2023

Layered BiOI single crystals capable of detecting low dose rates of X-rays
R. A. Jagt, I. Bravić, L. Eyre, K. Gałkowski, J. Borowiec, K. R. Dudipala, M. Baranowski, M. Dyksik, T. W. J. van de Goor, T. Kreouzis, M. Xiao, A. Bevan, P. Płochocka, S. D. Stranks, F. Deschler, B. Monserrat, J. L. MacManus-Driscoll & R. L. Z. Hoye
Nature Communications 14, 2452 (2023)

Twist-angle dependent dehybridization of momentum-indirect excitons in MoSe2/MoS2 heterostructures
N. Sokolowski, S. Palai, M. Dyksik, K. Posmyk, M. Baranowski, A. Surrente, D. Maude, F. Carrascoso, O. Cakiroglu, E. Sanchez
2D Materials 10, 034003 (2023)

Approaching the Intrinsic Properties of Moiré Structures Using Atomic Force Microscopy Ironing
S. K. Palai, M. Dyksik, N. Sokolowski, M. Ciorga, E. Sánchez Viso, Y. Xie, A. Schubert, T. Taniguchi, K. Watanabe, D. K. Maude, A. Surrente, M. Baranowski, A. Castellanos-Gomez, Munuera, and P. Plochocka
Nano Lett. 23, 4749 (2023)

Fine structure splitting of phonon-assisted excitonic transition in (PEA)2PbI4 two-dimensional perovskites
K. Posmyk, M. Dyksik, A. Surrente, K. Zalewska, M. Śmiertka, E. Cybula, W. Paritmongkol, W. A. Tisdale, P. Płochocka, M. Baranowski
Nanomaterials 13, 1119 (2023)

Layered BiOI single crystals capable of detecting low dose rates of X-rays
R. Jagt, I. Bravić, L. Eyre, K. Gałkowski, J. Borowiec, K. Dudipala, M. Baranowski, M. Dyksik, T. van de Goor, T. Kreouzis, M. Xiao, A. Bevan, P. Płochocka-Maude, S. Stranks, F. Deschler, B. Monserrat, J. MacManus-Driscoll, R. L. Z. Hoye
Nature Communication 14, 2452 (2023)

Twist-angle dependent dehybridization of momentum-indirect excitons in MoSe2/MoS2 heterostructures
N. Sokolowski, S. Palai, M. Dyksik, K. Posmyk, M. Baranowski, A. Surrente, D. Maude, F. Carrascoso, O. Cakiroglu, E. Sanchez
2D Materials 10, 034003 (2023)

2022

Two dimensional perovskites/transition metal dichalcogenides heterostructures: puzzles and challenges
M. Baranowski, A. Surrente, P. Płochocka
Israel Journal of Chemistry 62, e202100120 (2022)

Thickness-dependent dark-bright exciton splitting and phonon bottleneck in CsPbBr3-based nanoplatelets revealed via magneto-optical spectroscopy
Shuli Wang, Mateusz Ł. Dyksik, Carola Lampe, Moritz Gramlich, Duncan K. Maude, Michał Baranowski, Alexander S. Urban, Paulina Płochocka, Alessandro Surrente
Nano Letters. 2022, vol. 22, nr 17, s. 7011-7019

Spatial modulation of vibrational and luminescence properties of monolayer MoS2 using a GaAs nanowire array
Akshay Balgarkashi, Valerio Piazza, Jakub Jasiński, Riccardo Frisenda, Alessandro Surrente, Michał Baranowski, Mirjana Dimitrievska, Didem Dede, Wonjong Kim, Lucas Guniat, Jean-Baptiste Leran, Andres Castellanos-Gomez, Paulina Płochocka, Anna Fontcuberta I. Morral
IEEE Journal of Quantum Electronics. 2022, vol. 58, nr 4, art. 7000108, s. [1-8]

Strain induced lifting of the charged exciton degeneracy in monolayer MoS2 on a GaAs nanomembrane
Jakub Jasiński, Akshay Balgarkashi, Valerio Piazza, Didem Dede, Alessandro Surrente, Michał Baranowski, Duncan K. Maude, Mitali Banerjee, Riccardo Frisenda, Andres Castellanos-Gomez, Anna Fontcuberta I. Morral, Paulina Płochocka
2D Materials. 2022, vol. 9, nr 4, art. 045006, s. 1-7

Quantification of exciton fine structure splitting in a two-dimensional perovskite compound
Katarzyna Z. Posmyk, Natalia Zawadzka, Mateusz Ł. Dyksik, Alessandro Surrente, Duncan K. Maude, Tomasz Kazimierczuk, Adam Babiński, Maciej Roman. Molas, Watcharaphol Paritmongkol, Mirosław Mączka, William A. Tisdale, Paulina Płochocka, Michał Baranowski
Journal of Physical Chemistry Letters. 2022, vol. 13, nr 20, s. 4463-4469

Spectral dependence of the energy transfer from photosynthetic complexes to monolayer graphene
Marcin Szalkowski, Alessandro Surrente, Kamil Wiwatowski, Zhuo Yang, Nan Zhang, Julian D. Janna. Olmos, Joanna Kargul, Paulina Płochocka, Sebastian Maćkowski
International Journal of Molecular Sciences. 2022, vol. 23, nr 7, art. 3493, s. 1-10

2021

Optical Quality of InAs/InP Quantum Dots on Distributed Bragg Reflector Emitting at 3rd Telecom Window Grown by Molecular Beam Epitaxy
T. Smołka, K. Posmyk, M. Wasiluk, P. Wyborski, M. Gawełczyk, P. Mrowiński, M. Mikulicz, A. Zielińska, J. P. Reithmaier, A. Musiał, M. Benyoucef,
Materials 14, 6270 (2021)

Peculiarities in optical response of hybrid-barrier GaSb/InAs/AlSb resonant tunneling diode structure
M. Dyksik, M. Motyka, M. Rygała, A. Pfenning, F. Hartmann, R. Weih, L. Worschech, S. Höfling, G. Sęk
Optica Applicata 51, 171-180 (2021)

Photophysics of two-dimensional perovskites – learning from metal halide substitution
Simon Kahmann, Herman Duim, Hong-Hua Fang, Mateusz Ł. Dyksik, Sampson Adjokatse, Martha Rivera. Medina, Matteo Pitaro, Paulina Płochocka, Maria Antonietta. Loi
Advanced Functional Materials. 2021, vol. 31, nr 46, art. 2103778, s. 1-11

Photophysics of two-dimensional perovskites – learning from metal halide substitution
Simon Kahmann, Herman Duim, Hong-Hua Fang, Mateusz Ł. Dyksik, Sampson Adjokatse, Martha Rivera. Medina, Matteo Pitaro, Paulina Płochocka, Maria Antonietta. Loi
Advanced Functional Materials. 2021, vol. 31, nr 46, art. 2103778, s. 1-11

Brightening of dark excitons in 2D perovskites
Mateusz Ł. Dyksik, Herman Duim, Duncan K. Maude, Michał Baranowski, Maria Antonietta. Loi, Paulina Płochocka
Science Advances. 2021, vol. 7, nr 46, art. eabk0904, s. 1-7

Nonradiative energy transfer and selective charge transfer in a WS2/(PEA)2PbI4 heterostructure
Miriam Karpińska, Minpeng Liang, Roman Kempt, Kati Finzel, Machteld Kamminga, Mateusz Ł. Dyksik, Nan Zhang, Catherine Knodlseder, Duncan K. Maude, Michał Baranowski, Łukasz Kłopotowski, Jianting Ye, Agnieszka Kuc, Paulina Płochocka
ACS Applied Materials and Interfaces. 2021, vol. 13, nr 28, s. 33677-33684

Detection of the Faraday chiral anisotropy
José M. Caridad, Christos Tserkezis, Jaime E. Santos, Paulina Płochocka, Munuswamy Venkatesan, J. M. D. Coey, N. Asger. Mortensen, Geert L. J. A. Rikken, Vojislav Krstić
Physical Review Letters. 2021, vol. 126, nr 17, art. 177401, s. 1-6

Giant enhancement of second harmonic light intensity in waveguiding core/shell ZnTe/ZnMgTe nanowires
Małgorzata Szymura, Anatolie A. Mitioglu, Piotr Wojnar, Duncan K. Maude, Paulina Płochocka, Łukasz Kłopotowski
Applied Physics Letters. 2021, vol 118, 192106 (2021)

Perspective on the physics of two-dimensional perovskites in high magnetic field
Alessandro Surrente, Michał Baranowski, Paulina Płochocka
Applied Physics Letters. 2021, vol. 118, nr 17, art. 170501, s. 1-10

Tuning the excitonic properties of the 2D (PEA)2(MA)n-1PbnI3 n+1 perovskite family via quantum confinement
Mateusz Ł. Dyksik, Shuli Wang, Watcharaphol Paritmongkol, Duncan K. Maude, William A. Tisdale, Michał Baranowski, Paulina Płochocka
Journal of Physical Chemistry Letters. 2021, vol. 12, nr 6, s. 1638-1643