Raziskovalci in sodelavci raziskovalne skupine Laboratorija za kemijo pod ekstremnimi pogoji (ECCL) Instituta "Jožef Stefan" (K. Motaln, A. Kokalj, K. Radan, M. Dragomir, B. Žemva in M. Lozinšek) so s partnerji z Inštituta za fiziko Češke akademije znanosti (K. Gurung, P. Brázda in L. Palatinus) v okviru dvostranskega skupnega raziskovalnega projekta CEUS, ki ga financirata agenciji GA ČR in ARIS, prvič uporabili 3D elektronsko difrakcijo na nanokristalih za določitev kristalne strukture reaktivnih ksenonovih spojin. V ta namen so razvili poseben protokol za rokovanje in prenos izjemno reaktivnih in na zrak občutljivih snovi, ki zagotavlja varen vnos teh vzorcev v transmisijski elektronski mikroskop. Razvita metoda omogoča strukturno analizo tudi drugih reaktivnih in občutljivih spojin ter materialov, kjer je vzgoja monokristalov otežena in zato določitev kristalne strukture s pomočjo rentgenske difrakcije običajno ni mogoča. Študija objavljena v reviji ACS Central Science je izpostavljena na naslovnici, Ameriško kemijsko društvo (ACS) pa je članek predstavilo tudi v sporočilu za javnost.

Sodelavca Odseka za fiziko nizkih in srednjih energij Instituta "Jožef Stefan" (dr. Špela Krušič in prof. dr. Matjaž Žitnik) sta sodelovala meritvah in analizi podatkov pri poskusu, ki jih je izvedla mednarodna skupina ekspertov na žarkovni liniji SCS evropskega laserja na proste elektrone EuXFEL v Hamburgu. Merili so absorpcijo kratkih sunkov (15 fs) rentgenske svetlobe z valovno dolžino 1.3 nm pri prehodu skozi 100 nm debelo bakreno folijo v okolici roba L3. Rezultati so pokazali zanimivo odvisnost od intenzitete vpadne svetlobe, o kateri poročajo v članku v reviji Nature Physics. Do 5 TW/cm² je bil absorpcijski spekter enak že znanemu iz predhodnih meritev s šibko svetlobo, pri večjih intenzitetah tja do 200 TW/cm² pa se je pojavil močan predvrh zaradi reverzibilno saturirane absorpcije v izpraznjeno 3d orbitalo bakra. Nad to mejno intenziteto svetlobe so začele jasne strukture okrog roba L3 izginjati, dokler niso nad 100 PW/cm² popolnoma izginile in praktično nič več v spektru ni nakazovalo pozicije roba L3.

Odsek za fiziko trdne snovi (koordinator prof. dr. Andrej Zorko) in Odsek za teoretično fiziko sta skupaj z 11 drugimi odseki Instituta "Jožef Stefan" in v sodelovanju s Službo za vsebinsko podporo projektom, prenos tehnologij in inovacije ter tremi drugimi podpornimi službami pridobila projekt MSCA Cofund z naslovom »Slovenian Quantum Science Hub« (SQUASH). Projekt bo na področju kvantnih teorij, materialov in tehnologij IJS omogočil pridobitev vrhunskega raziskovalnega kadra iz tujine (40 podoktorandov), izvajanje odlične znanosti, izboljšanje delovnega okolja, prepoznavnosti, mednarodne konkurenčnosti in ugleda inštituta. Bodoči podoktorandi se bodo zaposlili na IJS za obdobje treh let, v tem obdobju pa bodo šli na obvezno dodatno izpopolnjevanje v tujino ali v podjetja. Imeli bodo tudi pester program dodatnih aktivnosti, kjer se bodo izobrazili na področjih komuniciranja znanosti, prenosa tehnologij in drugih prenosljivih veščin. Projekt, ki bo skupaj trajal 5 let, je zasnovan interdisciplinarno, medsektorsko in internacionalno ter ima proračun 11.520.000 EUR.

Raziskovalci Instituta "Jožef Stefan" so dosegli preboj v kvantni simulaciji z uporabo kvantnega žarilnika za modeliranje kvantne dinamike v realnih materialih uporabnih za kvantno računalništvo. Študija, nedavno objavljena v Nature Communications, neposredno opisuje proces, po katerem spomin izgublja informacijo zaradi kvantnih fluktuacij v kvantnem spominu. Z uporabo časovno ločene skenirajoče tunelske mikroskopije je ekipa najprej eksperimentalno preučila kvantno preurejanje domen v neravnovesnem elektronsko urejenem kristalu, pred leti odkritem na IJS. Za modeliranje teh procesov so uporabili superprevodni kvantni ‘žarilnik’ D-wave, ki natančno posnema interakcije med elektroni v dejanski snovi. Ugotovitve usklajujejo teoretične napovedi z empiričnimi podatki in razkrivajo ključne vpoglede v vedenje kvantnih materialov. Gre za prvo študijo v svetu, v kateri izračun na kvantnem računalniku opisuje dejanski eksperiment; študija ima pomembne posledice za osnovno razumevanje procesov v neravnovesnih kvantnih sistemih, za razvoj energetsko učinkovitih pomnilniških naprav in nadzor kvantne obdelave podatkov.

Skupina raziskovalcev z Odseka za fiziko nizkih in srednjih energij Instituta "Jožef Stefan" (Ava Rajh, doc. dr. Klemen Bučar, prof. dr. Iztok Arčon, Marko Petric in prof. dr. Matjaž Kavčič) je skupaj s kolegi s Kemijskega inštituta v reviji Carbon objavila članek z naslovom Structural and chemical analysis of hard carbon negative electrode for Na-ion battery with X-ray Raman scattering and solid-state NMR spectroscopy. V članku poročajo o natančni strukturni in kemijski karakterizaciji anode v natrij-ionski bateriji v različnih točkah njenega cikla. Ker se energije absorpcijskih robov lahkih elementov nahajajo v mehkem rentgenskem področju (pod 1 keV), je njihovo preučevanje z direktno meritvijo rentgenske absorpcije omejeno le na površino vzorca. Meritve absorpcijskih robov ogljika in natrija v razsežnih vzorcih so tako uspešno izvedli z uporabo rentgenskega ramanskega sipanja, kjer se energija vpadnih in sipanih fotonov nahajata v področju trde rentgenske svetlobe z visoko prodornostjo. Meritve so izvedli na žarkovni liniji P01 sinhrotrona PETRA III na inštitutu DESY v Hamburgu.

Sodelavke in sodelavci Odseka za elektronsko keramiko IJS sodelujejo v projektu Evropskega obrambnega sklada SCUALE: Trajnostne komponente za podvodno akustiko z uporabo materialov brez svinca v Evropi. V triletnem projektu, ki ga vodi francosko podjetje Thales, je štirinajst partnerjev iz podjetij, univerz in raziskovalnih institutov iz osmih držav. Namen projekta SCUALE so raziskave, razvoj in priprava naprednih piezoelektričnih materialov in komponent brez svinca z izboljšano učinkovitostjo, ki bi nadomestili obstoječe piezoelektrične keramične komponente za vojaško podvodno akustiko. V zadnjih dveh desetletjih je tudi evropska direktiva Omejevanje uporabe nekaterih nevarnih snovi v električni in elektronski opremi (RoHS) spodbujala raziskave piezoelektrične keramike brez svinca, ki naj bi nadomestila komercialno razširjeno keramiko na osnovi svinčevega cirkonata titanata (PZT). Cilj projekta je vzpostaviti vsaj eno evropsko dobavno verigo piezoelektričnih materialov brez svinca, ki bi bili primerni za uporabo v podvodni akustiki.