Denis Alikin

Investigador Auxiliar

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Formação e percurso académico

Denis Alikin (DA) é Investigador Auxiliar no CICECO – Instituto de Materiais de Aveiro, Departamento de Física (DFis), Universidade de Aveiro, Portugal. Obteve o seu doutoramento em Física da Matéria Condensada (2013) na Universidade Federal dos Urais, Rússia, com uma dissertação sobre a evolução das estruturas de domínios em cristais ferroelétricos irradiados por iões. Durante o doutoramento, realizou uma estadia na Universidade Autónoma de Madrid (Espanha), onde investigou a irradiação de cristais ferroelétricos por iões pesados.

A sua formação académica foi complementada por estadias internacionais de curta duração no Oak Ridge National Laboratory (EUA), na University of Washington (EUA) e na University of Duisburg-Essen (Alemanha), onde adquiriu uma sólida experiência em microscopia avançada de sonda de varrimento (SPM) e em técnicas de caracterização de materiais. Desde 2017, DA está sediado na Universidade de Aveiro, primeiro como investigador de pós-doutoramento, depois como investigador científico e, desde 2024, como Investigador Auxiliar.

Atividades de investigação atuais

A investigação de DA centra-se em materiais ferroelétricos, semicondutores e condutores iónicos, com particular ênfase no transporte de carga, na dinâmica de polarização, no acoplamento ferroiónico e nas propriedades elétricas. A sua abordagem combina caracterização elétrica avançada, microscopia de sonda de varrimento e modelação por elementos finitos para explorar mecanismos à nanoescala em óxidos funcionais.

Principais contributos incluem:

  • Estudos aprofundados da cinética de comutação ferroelétrica e da dinâmica de domínios em monocristais, cerâmicas e filmes finos.
  • Estabelecimento de relações entre as propriedades funcionais macroscópicas e as características microestruturais, tais como paredes de domínio, fronteiras de grão e defeitos carregados.
  • Investigação da coexistência de fases e da dinâmica das transições de fase em ferroelétricos próximos das fronteiras de fase morfotrópicas.
  • Pioneirismo na aplicação da electrochemical strain microscopy (ESM) para estudar a mobilidade iónica em eletrólitos sólidos e para elucidar a cinética de litiação/delitiação em materiais de cátodo de baterias.

Interesses de investigação atuais incluem:

  • Transporte de carga, dinâmica de compensação de carga e acoplamento ferroiónico em materiais ferroelétricos.
  • Mecanismos de reversão da polarização e cinética de domínios em diferentes classes de materiais.
  • Propriedades eletromecânicas (piezoelétricas, electroestritivas) de materiais piezoelétricos avançados.
  • Propriedades funcionais à nanoescala de semicondutores, ferroelétricos e condutores iónicos estudadas por microscopia de sonda de varrimento.

Produção científica e colaborações

DA publicou mais de 120 artigos, incluindo em revistas de referência como ACS Nano, Nano Energy, Acta Materialia, Small Methods e Angewandte Chemie. O seu trabalho foi citado mais de 2500 vezes, com um índice h de 26 (Scopus, janeiro de 2025). Participou em numerosos projetos nacionais e internacionais, tendo atuado como Investigador Principal e membro de equipa em projetos da FCT (termoelétricos, baterias de lítio, ferroelétricos), bem como em colaborações academia–indústria, nomeadamente com a Bosch, no estudo da degradação e ciclagem de baterias.

DA apresentou palestras convidadas e tutoriais em eventos internacionais, incluindo ISAF, PFM Workshops, NanoGe, ECASIA e a Oxford Instruments Academy. Supervisionou mais de 10 teses de mestrado e 3 de doutoramento na Rússia e em Portugal, orientando ativamente jovens investigadores. É revisor ativo de revistas como Nature Communications, Nature Materials, Small, Applied Physics Letters, entre outras. Integra os conselhos editoriais de Coatings (topic board) e do Journal of Advanced Dielectrics (youth editor), e foi Editor Convidado de quatro números especiais (2019–2024).

A carreira de DA caracteriza-se por uma ampla mobilidade internacional. Para além das primeiras estadias nos EUA, Alemanha e Espanha, desenvolveu investigação na Technical University of Denmark (Dinamarca) e na Xi’an Jiaotong University (China). Este percurso internacional diversificado moldou a sua perspetiva científica global e fomentou colaborações sólidas na Europa, EUA e Ásia.

Supervisões em Curso

Muhammad Amir Matloob

Estudante de doutoramento

Projectos

All in One: Harvesting of waste heat with solid thermal battery (Heat2Battery)

Coordenador LocalEuropean Comission
Materials that convert and store energy are essential for advancing new energy technologies and driving economic growth. Funded by the European Innovation Council, the Heat2Battery project represents a significant breakthrough by integrating heat harvesting and storage into a single device. Unlike traditional thermoelectric generators, ...

Engenharia de bandas em materiais ferroelétricos 2D e heteroestruturas para clivagem fotoeletroquímica da água. (2DFerroPEC)

CoordenadorFundação para a Ciência e a Tecnologia
Enfrentando os desafios do século XXI relacionados à crise energética e à poluição ambiental, este projeto concentra-se no avanço da divisão da água impulsionada pelo sol. O projeto tem como objetivo explorar novos materiais 2D-ferroelétricos e heteroestruturas para aprimorar a separação de cargas e melhorar a eficiência da divisão da água. O su...

Piezoelectricity in 2D-materials: materials, modeling, and applications (Piezo2D)

ParticipanteEuropean Comission
Piezoelectricity in two-dimensional (2D) materials is increasingly important because of its potential in realizing thin yet efficient and flexible piezoelectric devices. In contrast to traditional three-dimensional (3D) piezo- and ferroelectrics that are prone to size effects, piezoelectricity in 2D materials may be controlled by flexoelectricit...

Caracterizacao da conducao termica em nanoescala utilizando metodos de varrimento de sonda para guiar a sintese de ceramicas termoeletricas (NANOCERAMPROBE)

ParticipanteFundação para a Ciência e a Tecnologia
thermoelectrics; scanning probe microscopy; thermal conduction; microstructure

Publicações

Low-Bandgap Ferroelectric h-LuMnO3 Thin Films for Photovoltaic Applications

Bassou, AA; Fernandes, L; Alikin, DO; Moreira, MS; Postolnyi, B; Vilarinho, R; Fernandes, JR; Figueiras, FG; Tavares, PB
2025, MATERIALS, 18, 5.

Unlocking ferroelectricity in a metal-free adamantane derivative via targeted symmetry reduction

Xu, WJ; Alikin, D; Fang, ZL; Romanyuk, K; Verissimo, L; Zelenovskii, P; Zhang, WX; Kholkin, A; Rocha, J
2025, CHEMICAL COMMUNICATIONS, 61, 51, 9286-9289.

Bi2ZnTiO6 thin films for next-generation photovoltaics: Study of material properties characterization and deposition conditions optimization

Figueiras, FG; Fernandes, JRA; Silva, JPB; Alikin, DO; Lourenço, AC; Tavares, PB
2024, THIN SOLID FILMS, 788.
ISBN: 1879-2731

Nanoscale Imaging and Measurements of Grain Boundary Thermal Resistance in Ceramics with Scanning Thermal Wave Microscopy

Alikin, D; Pereira, MJ; Abramov, A; Pashnina, E; Chuvakova, M; Lavrik, NV; Xie, WJ; Weidenkaff, A; Kholkin, AL; Kovalevsky, A; Tselev, A
2024, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 16, 32, 42917-42930.
ISBN: 1944-8252

Tunable Ferroionic Properties in CeO2/BaTiO3 Heterostructures

Vasiljevic, M; Chiabrera, F; Alikin, D; Motti, F; Bergne, A; Zamudio-García, J; Qin, XP; Dagur, D; Yun, SH; Marrero-López, D; Vinai, G; Castelli, I; Kholkin, A; Esposito, V
2024, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 16, 38, 50679-50689.
ISBN: 1944-8252

A semi-conductive rigid polyurethane foam derived from kraft lignin polyol and a PEDOT: PSS coating

Vieira, FR; Teixeira, SS; Alikin, D; Costa, LC; Gama, N; Barros-Timmons, A; Kholkin, A; Evtuguin, DV; Pinto, PCR
2024, MATERIALS TODAY SUSTAINABILITY, 28.

Piezoactive Bioorganic Diphenylalanine Films: Mechanism of Phase Formation

Alikin, D; Yuzhakov, V; Semiletova, L; Slabov, V; Kuznetsov, D; Gimadeeva, L; Shur, V; Kopyl, S; Kholkin, A
2023, ACS BIOMATERIALS SCIENCE & ENGINEERING, 9, 12, 6715-6723.

Quantitative Characterization of Local Thermal Properties in Thermoelectric Ceramics Using "Jumping-Mode" Scanning Thermal Microscopy

Alikin, D; Zakharchuk, K; Xie, WJ; Romanyuk, K; Pereira, MJ; Arias-Serrano, BI; Weidenkaff, A; Kholkin, A; Kovalevsky, AV; Tselev, A
2023, SMALL METHODS, 7, 4.

Crystal Structure and Concentration-Driven Phase Transitions in Lu(1-x)ScxFeO3 (0 <= x <= 1) Prepared by the Sol-Gel Method

Pakalniskis, A; Alikin, DO; Turygin, AP; Zhaludkevich, AL; Silibin, MV; Zhaludkevich, DV; Niaura, G; Zarkov, A; Skaudzius, R; Karpinsky, DV; Kareiva, A
2022, MATERIALS, 15, 3.

Exploring Charged Defects in Ferroelectrics by the Switching Spectroscopy Piezoresponse Force Microscopy

Alikin, D; Abramov, A; Turygin, A; Ievlev, A; Pryakhina, V; Karpinsky, D; Hu, QY; Jin, L; Shur, V; Tselev, A; Kholkin, A
2022, SMALL METHODS, 6, 2.

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